Integraalin suppeneminen?

Tarkastellaan funktiota f(x)=1/(ln(x))^1000.

Integroidaan funktio f(x) Neperin luvusta e (luonnollisten logaritmien kantaluku) äärettömään.

Kysymys kuuluu, suppeneeko tämä integraali?

Jos ei suppene, niin miten tämä voidaan helpoimmin todistaa?

Jos suppenee, niin millaisen arvon integraali saa, tai miten sitä voidaan arvioida?
5183
Äänestä

Muut lukivat myös

Vastaukset 5

Vanhimmat

Vertaa tuota funktiota funktioon 1/x, joka tunnetusti ei suppene kun integroidaan äärettömään. Jos valitaan vaikkapa x=e^a, saadaan (ln(x))^1000=a^1000. Kun a kasvaa kyllin suureksi, e^a > a^1000 eli hyvin suurilla arvoilla tarkasteltava integraali antaa suurempia arvoja kuin 1/x integraali.

Äänestä
  • Vielä tuo että e^a > a^1000; yhtäpitävää on että a > 1000*lna ja noin on kun a:n arvo on esim. > 10 000, koska myös derivaatoille pätee sama suuruusjärjestys. Koska 1/x integraali äärettömään ei suppene vaikka integrointi aloitetaan mistä tahansa äärellisestä luvusta, pätee sama kyseenä olevalle funktiolle.

    Äänestä

  • Tuolla vertailuperiaatteella ei tässä ole mitään tekemistä, mutta jos tuon saa muutettua integraaliksi 1 to infinite (e^y/y^1000)dy, niin välillä 1---ääretön tuo integroitava funktio saa ensin arvon 1, kun y=1, sitten se pienenee ja kohdassa y=1000 se saa pienimmän arvonsa (e/1000)^1000, mutta ei mene ikinä nollaan.
    Sen jälkeen se lähtee kasvamaan ja lim y lähenee ääretöntä,( e^y/y^1000 )on ääretön, (sen saa käyttämällä tuhannen kertaa Hospitaalia, jolloin tulee (e^y/1000!), ja tuohon sijoittamalla y=ääretön tulee ääretön.)
    Määrätty integraali on pinta-ala, ja välillä y=1---ääretön, tuo pinta-ala on ääretön, joten tuo funktio hajaantuu, eli se alkuperäinenkin hajaantuu.

    Äänestä

  • 12+20 kirjoitti:

    Tuolla vertailuperiaatteella ei tässä ole mitään tekemistä, mutta jos tuon saa muutettua integraaliksi 1 to infinite (e^y/y^1000)dy, niin välillä 1---ääretön tuo integroitava funktio saa ensin arvon 1, kun y=1, sitten se pienenee ja kohdassa y=1000 se saa pienimmän arvonsa (e/1000)^1000, mutta ei mene ikinä nollaan.
    Sen jälkeen se lähtee kasvamaan ja lim y lähenee ääretöntä,( e^y/y^1000 )on ääretön, (sen saa käyttämällä tuhannen kertaa Hospitaalia, jolloin tulee (e^y/1000!), ja tuohon sijoittamalla y=ääretön tulee ääretön.)
    Määrätty integraali on pinta-ala, ja välillä y=1---ääretön, tuo pinta-ala on ääretön, joten tuo funktio hajaantuu, eli se alkuperäinenkin hajaantuu.

    Niin, jos vähän tarkemmin katsoo, nuo kaksi esitettyä ratkaisua ovat olennaisesti samat, vähän eri tavalla esitettynä.

    Äänestä

Kommentoi aloitusta


Kuiskäy? kirjoitti:

Tarkastellaan funktiota f(x)=1/(ln(x))^1000.

Integroidaan funktio f(x) Neperin luvusta e (luonnollisten logaritmien kantaluku) äärettömään.

Kysymys kuuluu, suppeneeko tämä integraali?

Jos ei suppene, niin miten tämä voidaan helpoimmin todistaa?

Jos suppenee, niin millaisen arvon integraali saa, tai miten sitä voidaan arvioida?

Anonyymi
5000

Ilmoita asiaton sisältö

  • Sisältää materiaalia, joka on loukkaavaa, herjaavaa, rasistista, uhkailevaa tai ahdistelevaa.

  • Materiaali sisältää nimiä, yhteystietoja tai muita henkilökohtaisia tietoja. Julkisuuden henkilöistä, julkisissa viroissa toimivista ihmisistä sekä yritysten vastuuhenkilöistä saa keskustella työhön liittyen. Myös yksityiselämään liittyvistä asioista voi keskustella siltä osin, kuin niistä on julkisesti kerrottu.

  • Sisältää lapsille haitallista tai heiltä kiellettyä materiaalia. Seksuaalinen sisältö on sallittua aiheeseen tarkoitetuilla palstoilla, joiden ikäraja on 18 vuotta.

  • Lainvastaista sisältöä voi olla mm. yksityiselämää loukkaavan tiedon levitys, kiihottaminen kansanryhmää vastaan, laiton uhkaaminen, alaikäisiin liittyvä seksuaalinen sisältö/grooming, petokset, identiteettivarkaudet, kunnianloukkaukset ja tekijänoikeusrikkomukset.

  • Sisältö ei liity palstan tai keskusteluketjun aiheeseen.

  • Viesti ei ole suomea tai ruotsia (pl. International Forums), se sisältää mainontaa, se sisältää tekijänoikeuksin suojattua materiaalia, se on massapostitus tai jokin muu syy.

Jaa keskustelu