Wie man Quadratwurzelfunktionen integriert

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Autor: Randy Alexander
Erstelldatum: 1 April 2021
Aktualisierungsdatum: 16 Kann 2024
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Integrieren / Stammfunktion bilden (3): einfache Wurzelfunktionen
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Inhalt

Die Integration von Funktionen ist eine der Kernanwendungen von Calculus. Manchmal ist dies einfach, wie in:


F (x) = ∫ (x3 + 8) dx

In einem vergleichsweise komplizierten Beispiel dieses Typs können Sie eine Version der Grundformel zum Integrieren unbestimmter Integrale verwenden:

∫ (xn + A) dx = x(n + 1)/ (n + 1) + An + C,

wobei A und C Konstanten sind.

Also für dieses Beispiel,

∫ x3 + 8 = x4/ 4 + 8x + C.

Integration grundlegender Quadratwurzelfunktionen

An der Oberfläche ist die Integration einer Quadratwurzelfunktion umständlich. Zum Beispiel können Sie behindert werden durch:

F (x) = ∫ √dx

Aber Sie können eine Quadratwurzel als Exponenten ausdrücken, 1/2:

√ x3 = x3(1/2) = x(3/2)

Das Integral wird also:

∫ (x3/2 + 2x - 7) dx

auf die Sie die übliche Formel von oben anwenden können:

= x(5/2)/ (5/2) + 2 (x2/ 2) - 7x


= (2/5) x(5/2) + x2 - 7x

Integration komplexerer Quadratwurzelfunktionen

Manchmal kann es sein, dass Sie mehr als einen Begriff unter dem radikalen Zeichen haben, wie in diesem Beispiel:

F (x) = ∫ dx

Sie können u-substitution verwenden, um fortzufahren. Hier setzen Sie u gleich der Menge im Nenner:

u = √ (x - 3)

Löse dies für x, indem du beide Seiten quadrierst und subtrahierst:

u2 = x - 3

x = u2 + 3

Dies ermöglicht es Ihnen, dx in Bezug auf u zu erhalten, indem Sie die Ableitung von x nehmen:

dx = (2u) du

Das Zurücksetzen in das ursprüngliche Integral ergibt

F (x) = ∫ (u2 + 3 + 1) / udu

= ∫du

= ∫ (2u2 + 8) du

Jetzt können Sie dies mit der Grundformel integrieren und u in x ausdrücken:

∫ (2u2 + 8) du = (2/3) u3 + 8u + C


= (2/3) 3 + 8 + C

= (2/3) (x - 3)(3/2) + 8 (x - 3)(1/2) + C