Integaali (x*ln(x)) potenssiin n nollasta ykköseen

minkkilaukku

Yritän laskea, Leibnizin metodiksiko sitä nyt kutsutaan kun lisätään uusi parametri, jonka jollain arvolla integraali saadaan ja derivoidaan (ja siirretään integraalimerkin alle)(?), tuollaista. Siis minä laitan t:n ln(x):ään eli ln(tx). Täällä on laskuni: https://www.desmos.com/calculator/bh4rvon3xa . Olen jo arvannut kaavan integraalin arvolle

n! / (n 1)^(n 1),

mutta tuossa laskemisessa on yksi kohta jota en saa menemään: Kun lasketaan I_n(t):tä, niin sinne tulee ylimääräinen x:ä. Desmoksessa g on I'(t) ja siinä alla on se muoto, johon pääsin. Miten tuosta? Pitäisikö antaa x:n potenssin olla m ja johtaa yleisempi kaava. Kokeilin osittaisintegraatiota, mutta sekään ei mielestäni toiminut.

11

284

Äänestä

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • minkkilaukku

      Siis integraalista tulee mukavasti n ulos, joka johtaa rekursiivisesti n!:ään kun saataisiin jäämään alempi I_n. Mutta mistäs 1/(n 1)^(n 1) saadaan? Merkitsen siis integraalia I_n(t). Derivaatalle saadaan

      I_n'(t) = n/t integraali nollasta ykköseen x (x*ln(tx))^(n-1) dx

      mutta tuosta en osaa jatkaa. Mitenkäs I_n(t) saadaan derivaatasta, ei oikein uskalla integroidakaan (vai mistä mihin (ykköseen oletettavasti) pitäisi??)

    • Anonyymi

      En nyt ehkä ihan saa esityksestäsi selvää mitä varsinaisesti tarkoitat. Kuitenkin, kts. Wikipedia: Leibnitz integral rule. Onko tuo Feynmanin temppu etsimäsi?

      • Anonyymi

        Sori. P.o. : Leibniz

      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Sori. P.o. : Leibniz

        Vielä lisäys: Mihin tässä osittaisintegrointia kummempaa tarvitaan? Jo sillä on helppo osoittaa että vähän yleisemmin:

        Int(0 <= x <= 1) (x^m (ln(x))^n) dx = (- 1)^n * n! / (m 1)^(n 1)

      • minkkilaukku
        Anonyymi kirjoitti:

        Vielä lisäys: Mihin tässä osittaisintegrointia kummempaa tarvitaan? Jo sillä on helppo osoittaa että vähän yleisemmin:

        Int(0 <= x <= 1) (x^m (ln(x))^n) dx = (- 1)^n * n! / (m 1)^(n 1)

        Joo, Feynmanin tempusta oli kyse. Joo, nyt näänkin, että kun ottaakin x^m * ln(x)^n, niin on helpompi. Eka tapaus n=0 tulee suoraan integroimalla ja sitten induktiivisesti joko osittaisintegroinnilla, tai Leibnizilä:

        I_n,m ' (t) = n/t (n-1)! / ((n 1)^m t^(n-1))

        eli sinne tulee t^(-n), joka integroidaan -1/(n 1) t^(-n 1):ksi eli sitä kauttahan se (n 1)^(m 1) tulee.
        Tuota toisen parametrin m ottamista vähän ounastelinkin, mutta en jotenkin vienyt ajatusta loppuun :D.

      • Anonyymi
        minkkilaukku kirjoitti:

        Joo, Feynmanin tempusta oli kyse. Joo, nyt näänkin, että kun ottaakin x^m * ln(x)^n, niin on helpompi. Eka tapaus n=0 tulee suoraan integroimalla ja sitten induktiivisesti joko osittaisintegroinnilla, tai Leibnizilä:

        I_n,m ' (t) = n/t (n-1)! / ((n 1)^m t^(n-1))

        eli sinne tulee t^(-n), joka integroidaan -1/(n 1) t^(-n 1):ksi eli sitä kauttahan se (n 1)^(m 1) tulee.
        Tuota toisen parametrin m ottamista vähän ounastelinkin, mutta en jotenkin vienyt ajatusta loppuun :D.

        Sekoiletko? Katsohan tarkemmin esittämääni tulosta.Siinä esiintyy (m 1)^(n 1) ja lisäksi (- 1)^n.

      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Sekoiletko? Katsohan tarkemmin esittämääni tulosta.Siinä esiintyy (m 1)^(n 1) ja lisäksi (- 1)^n.

        Joo, miinus merkki unohtu mainita kaavoissa, mutta -1/(n 1) t^(-n 1):ksi :ssahan se on, joten -1 tulee joka kerta tekijäksi, joten yhteensä juuri (-1)^n. Huomasin kyllä kun olin jo viestin laittanut :D.

      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Joo, miinus merkki unohtu mainita kaavoissa, mutta -1/(n 1) t^(-n 1):ksi :ssahan se on, joten -1 tulee joka kerta tekijäksi, joten yhteensä juuri (-1)^n. Huomasin kyllä kun olin jo viestin laittanut :D.

        Ei ole tarkoitukseni jankuttaa pikku asiasta mutta kiinnitin tuon - merkin lisäksi huomiotani siihen että viestissäsi / eilen 15:20 olivat m ja n vaihtaneet paikkaa ja lauseke oli virheellinen. Sitten kun n = m tuo ei enää näy.
        Sinulla luki " ...kauttahan se (n 1)^(m 1) tulee".

      • minkkilaukku
        Anonyymi kirjoitti:

        Ei ole tarkoitukseni jankuttaa pikku asiasta mutta kiinnitin tuon - merkin lisäksi huomiotani siihen että viestissäsi / eilen 15:20 olivat m ja n vaihtaneet paikkaa ja lauseke oli virheellinen. Sitten kun n = m tuo ei enää näy.
        Sinulla luki " ...kauttahan se (n 1)^(m 1) tulee".

        Totta, ei se taida mennäkään läpi. Miten tästä jatkettaisiin:

        I_m,n'(t)
        = int_0^1 nx^m * ln(tx)^(n-1) * x /(tx) * x dx
        = n/t int_0^1 x^(m 1) ln(tx)^(n-1)

        Nyt t:n mukana olo tuo kuitenkin vaikeuksia. Mikä pitää ottaa induktio-oletukseksi (tai siis eihän sitä saa tuosta vaan ottaa vaan sen pitää olla totta). Ehkä ilman derivointia olisi helpompi. Osittaisintegroinnissa u = x^m ja v' = ln(x)^n (?) Mutta näin tämän tehtävän interointi merkin alla derivoinnin sovellutuksena, niin pitäisihän se jotenkin sitenkin mennä.

      • Anonyymi
        minkkilaukku kirjoitti:

        Totta, ei se taida mennäkään läpi. Miten tästä jatkettaisiin:

        I_m,n'(t)
        = int_0^1 nx^m * ln(tx)^(n-1) * x /(tx) * x dx
        = n/t int_0^1 x^(m 1) ln(tx)^(n-1)

        Nyt t:n mukana olo tuo kuitenkin vaikeuksia. Mikä pitää ottaa induktio-oletukseksi (tai siis eihän sitä saa tuosta vaan ottaa vaan sen pitää olla totta). Ehkä ilman derivointia olisi helpompi. Osittaisintegroinnissa u = x^m ja v' = ln(x)^n (?) Mutta näin tämän tehtävän interointi merkin alla derivoinnin sovellutuksena, niin pitäisihän se jotenkin sitenkin mennä.

        Kaava on siis

        Int(0,1) (x^m * (log(x))^n) dx = (- 1)^n * n!/(m 1)^(n 1)
        Kirjoitin nyt matematiikassa yleiseen tapaan log tuon ln-merkinnän sijasta. Harvemmin muita logaritmeja teoreettisissa käsittelyissä käytetään.

        Int(0,1) (x^m (log(x))dx = Int(0,1) (log(x) d(x^(m 1) / (m 1)) = Sij(0,1) (log(x) x^(m 1)/(m 1)
        - Int(0,1) (1/(m 1) * x^m)dx = - 1/(m 1)^2
        Kaava pitää siis paikkansa kun n = 1.

        Oletetaan nyt että kaava pätee arvoilla n ja m.

        Int(0,1) (x^m (log(x))^(n 1)) dx = Int(0,1) ((log(x))^(n 1) d(x^(m 1)/(m 1) =

        Sij(0,1) ((log(x))^(n 1) * x^(m 1)/(m 1) - Int(0,1) (x^(m 1)/(m 1) * (n 1) (log(x))^n* 1/x) dx=
        -(n 1)/(m 1)* Int(0,1) (x^m (log(x))^n)dx =
        -(n 1)/(m 1) * (- 1)^n * n!/((m 1)^(n 1) = (- 1) (n 1) * (n 1)!/(m 1)^(n 2)

        MOT

      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Kaava on siis

        Int(0,1) (x^m * (log(x))^n) dx = (- 1)^n * n!/(m 1)^(n 1)
        Kirjoitin nyt matematiikassa yleiseen tapaan log tuon ln-merkinnän sijasta. Harvemmin muita logaritmeja teoreettisissa käsittelyissä käytetään.

        Int(0,1) (x^m (log(x))dx = Int(0,1) (log(x) d(x^(m 1) / (m 1)) = Sij(0,1) (log(x) x^(m 1)/(m 1)
        - Int(0,1) (1/(m 1) * x^m)dx = - 1/(m 1)^2
        Kaava pitää siis paikkansa kun n = 1.

        Oletetaan nyt että kaava pätee arvoilla n ja m.

        Int(0,1) (x^m (log(x))^(n 1)) dx = Int(0,1) ((log(x))^(n 1) d(x^(m 1)/(m 1) =

        Sij(0,1) ((log(x))^(n 1) * x^(m 1)/(m 1) - Int(0,1) (x^(m 1)/(m 1) * (n 1) (log(x))^n* 1/x) dx=
        -(n 1)/(m 1)* Int(0,1) (x^m (log(x))^n)dx =
        -(n 1)/(m 1) * (- 1)^n * n!/((m 1)^(n 1) = (- 1) (n 1) * (n 1)!/(m 1)^(n 2)

        MOT

        Johan tuohon kerkesi ainakin yksi kirjoitusvirhe. viimeisen yhtäläisyysmerkin jälkeen tulee olla
        (- 1)^(n 1) * (n 1)!/ (m 1)^(n 2)
        Kenkkuja kirjoitettavia tämmöiset!

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Takaisin ylös

    Luetuimmat keskustelut

    1. Päivän Sanna: Suomi maailman onnellisin maa

      Sanna muutti Suomen maailman onnellisimmaksi maaksi. Hänen pyyteetön työnsä maailmalla tuottaa edelleen tulosta.
      Maailman menoa
      137
      3917

    2. Taisi kolahtaa....

      Joku kysyi, että miksi S24 sallii kirjoittelun tänne venäläisiltä alustoilta, juttu poistui. Täällähän tosiaan välillä
      Maailman menoa
      20
      2558

    3. Moni islamilainen maa on jo kieltänyt burkat ja nigabit

      mm. Marokko, Tunisia ja Turkki. Miksi he ovat sen tehneet? No perusteet ovat selkeät ja yhteneväiset: turvallisuus, yhte
      Maailman menoa
      54
      1963

    4. Vain puolet SDP:n kannattajista luottaa puoluejohtoon häirintäkohussa

      Ja SDP on ilmoittanut, että ainoa rangaistus häirintään syyllistyneille kansanedustajille on puhuttelu - aina sama. Eli
      Maailman menoa
      77
      1854

    5. Suomi edelleen maailman onnellisin maa

      Olemme hyvällä tiellä. Laitetaan nyt talous kuntoon.
      Maailman menoa
      201
      1724

    6. Mikä kaivatussasi

      on eniten yllättänyt?
      Ikävä
      72
      1045

    7. Kyllä mies pakit kestää

      Herranen aina nyt poijat! 😃 Jos pelkäätte pakkeja noin paljon niin hamekangasta hakemaan. Oon ite saanut useammatkin n
      Ikävä
      21
      1032

    8. Milloin olit onnellinen? Miksi?

      Mikä saa sinut onnelliseksi? Suomi on 9. kertaa maailman onnellisin maa. Kuulutko sinä onnellisten suomalaisten joukkoon
      Sinkut
      139
      742

    9. Anniina Valtonen odottaa - Sai 2-vuotiaalta lapseltaan napakan heiton!

      Suosikkimeteorologi Anniina Valtonen elää uutta vaihetta elämässään. Hän on kertonut odottavansa toista lasta. Valtonen
      Suomalaiset julkkikset
      19
      717

    10. Miksi ajattelet

      että et riittäisi kaivatullesi?
      Ikävä
      61
      714
    Aihe
    TietosuojaselosteKäyttöehdotEvästeasetuksetSäännöt