Hankala harjoitustehtävä

Laske integraali

int(0---> ääretön) {[e^(-ax) - e^(-bx)]/x}dx , (a > 0, b > 0)

(Anteksi sulkujen paljous, mutta ei onnistu tässä muuten, kynällä kirjoitettuna jakoviivan kanssa selvempi].
Käsittääkseni tuota ei voi ilmaista alkeisfunktioilla, mutta mitenkä pitäisi lähteä liikkeelle? Kiitollinen olen vinkistä!
1765
Äänestä

Muut lukivat myös

Vastaukset 17

Vanhimmat

Tähän on olemassa sellainen temppu, että ilmaiset tuon integrandin sopivana (määrättynä) integraalina (uuden muuttujan suhteen tietenkin) ja sitten vaihdat integrointijärjestystä.
En tässä nyt liikaa paljasta, kun kuitenkin on harjoitustehtävä, mutta kyllä ratkaisu on ilmaistavissa alkeisfunktioilla.

Äänestä
  • Onnistuuko tosiaan?

    En nyt ehdi miettimään mutta Integraali (e^(ax)/x) dx = Ei(ax), missä tuo Ei on eksponentiaali-integraali-funktio joka määritellään sarjojen tai integraalien avulla ja määritelmän muoto riippuu siitä millä x-akselin alueella liikutaan.

    Mutta jos onnistuu niin mikäpäs siinä.

    Ohman

    Äänestä

Muodosta paprulla määrätty integraali a=>b... (e^(-xt)dt, (siis välillä a...b), ja sitten toimit niin kuin Nokikana neuvoi

Äänestä

Integroidaanko tuossa tosiaan joukkoa, jonka ainoa alkio on [e^(-ax) - e^(-bx)]/x, eikä funktiota? Eikö yhden alkion joukon mitta ole nolla?

Äänestä
  • Ei ole, jos otetaan esim. Diracin mitta käyttöön.

    Äänestä

Oisko ln(b/a) ?

Äänestä
  • on se

    Äänestä

Siis näin:
int(0->inf){[e^(-ax) - e^(-bx)]/x}dx =
int(0->inf){int(a->b)[e^(-x*y)]dy}dx =
int(a->b){int(0->inf)[e^(-x*y)]dy}dx =
int(a->b)[lnx]dx =
ln(b/a)

Äänestä
  • Ihan kuin tossa olisi kaikki vähän sekaisin, tai sitten tässä mnun tekeleessäni on.
    Näin minä sen ymmärsin: http://aijaa.com/fT6PRQ

    Äänestä

  • Sieltähän noita ratkaisuja näkyy löytyvän. Tuo Laplace-muunnokseen perustuva oli mielenkiintoinen.

    Tuo ln(b/a) on oikea ratkaisu. Tulos on hauska vähän samaan tapaan kuin että että Int (0 <= t <= ääretön) (e^(-t^2) dt) = sqrt(pii) / 2) vaikka sama integraali ei ole analyyttisesti laskettavissa kun ylärajana on yleisesti x.

    Teoksessa George Boros & Victot H. Moll : Irresistible Integrals ( Cambridge University Press 2004) kerrotaan, että tällainen integraali kuin tässä tehtävässä oli on esimerkki Frullani - integraalista. Teos kertoo ,että "Under some mild conditions on the function f, such that the existence of the limiting value f(ääretön) , the result

    Int (0 <= x <= ääretön) ((f(ax) - f(bx)) /x) dx = (f(0) - f(ääretön)) ln(b/a)

    holds.

    Tämä nyt vain kommenttina asiaan. Jotkut nimimerkit näyttivät kyllä osaavan laskea tämän.

    Ohman

    Äänestä

No ainakin tuli kirjoitusvirhe tuossa lopussa, piti olla:
int(a->b)[1/x]dx = ln(b/a)

Äänestä
  • Minä meinasin, että nuo dx ja dy ovat sekaisin keskenään.

    Siis näin:

    int(0->inf){[e^(-ax) - e^(-bx)]/x}dx =

    int(0->inf){int(a->b)[e^(-x*y)]dy}dx =

    int(a->b){int(0->inf)[e^(-x*y)]dx}dy =

    int(a->b)[1/y]dy =

    ln(b/a)

    Äänestä

  • Niin joo, tuo on korrektimpi tapa. Integrointirajoja ei voi noin vain vaihtaa muuttujien kesken. Tuossa saadaan oikea vastaus vaikka vaihdetaan koska e^(-x*y) on symmetrinen x ja y suhteen.

    Äänestä

Myöhäinen kiitos vastanneille, erityisesti nokikana234:lle, jonka vinkeillä sain itsekin oikean tuloksen aika nopeasti.

Äänestä

Kommentoi aloitusta


Joona_K kirjoitti:

Laske integraali

int(0---> ääretön) {[e^(-ax) - e^(-bx)]/x}dx , (a > 0, b > 0)

(Anteksi sulkujen paljous, mutta ei onnistu tässä muuten, kynällä kirjoitettuna jakoviivan kanssa selvempi].
Käsittääkseni tuota ei voi ilmaista alkeisfunktioilla, mutta mitenkä pitäisi lähteä liikkeelle? Kiitollinen olen vinkistä!

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