• Tidak ada hasil yang ditemukan

MATEMATIKA 1 fizicka hemija

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "MATEMATIKA 1 fizicka hemija"

Copied!
5
0
0

Teks penuh

(1)

MATEMATIKA 1– fiziˇcka hemija

NEODREDJENI INTEGRAL

Kaˇzemo da je funkcija F : X R, X R primitivna funkcija funkcije f : X R ako je

F′(x) =f(x), xX, i piˇsemo R

f(x)dx=F(x) +C, C =const.

1. Osnovna svojstva

(a) d R

f(x)dx

=f(x)dx

(b) R

df(x) =f(x) +C

(c) R

λf(x)dx=λR

f(x)dx, λR/{0} (d) R

(f(x) +g(x)) dx=R

f(x)dx+R

g(x)dx

2. Tablica osnovnih integrala

(a) R

xndx= xnn+1+1 +C, n6=1 (g) R

axdx= lnaxa+C, a >0, a6= 1 (b) R dx

x = ln|x|+C (h)

R

exdx=ex+C

(c) R dx

1+x2 = arctanx+C (i)

R

sinx dx=cosx+C

(d) R dx

x2−1 = 12ln

x−1

x+1

+C (j)

R

cosx dx= sinx+C

(e) R dx

1−x2 =

arcsinx+C

−arccosx+C (k)

R dx

sin2x =−cotx+C

(f) R dx

x2±1 = ln

x+

√ x2±1

+C (l) R dx

cos2x = tanx+C

Primeri:

1) R

(√x+ 1)(x√x+ 1)dx=R√

x31 dx=R

x3/2dx+R

dx= 25x5/2+x+C

2) R

(6x2+ 8x+ 3)dx= 6R

x2dx+ 8R

x dx+ 3R

dx= 2x3+ 4x2+ 3x+C

3. Integracija prethodnim svodjenjem na oblik diferencijala

Ako je R

f(x)dx = F(x) +C, x X i x = ϕ(t), ϕ : Y R, ϕ - neprekidna i diferencija-bilna, tada je R

f(ϕ(t))·ϕ′(t)dt=F(ϕ(t)) +C. Specijalno, R

f(ax+b)dx= a1F(ax+b) +C .

Primeri: 1) R dx

x−a = ln|x−a|+C

2) R dx

(x−a)n = 1−1n(x−a)1−n

3) R dx

a2x2 =

R d(xa)

q

1−(x a)

2 = arcsin

x a +C

4) R dx

x2±a2 =

R d(xa)

q

(x a)

2

±1 = ln x+

q

x a

±1

+C0 = ln x+

x2±a2

+C, C =C0−ln|a|

5) R dx

a2+x2 = 1a

R d(xa) 1+(x

a)

2 = a1arctanxa+C

6) R dx

x2a2 = 1a

R d(xa) (x

a)

2

−1 = 1 2aln

x−a x+a

(2)

4. Parcijalna integracija

u, v - diferencijabilne funkcije: R

u dv =uvR

v du

Primeri:

1) R

xlnx dx=

u= lnx du= 1xdx dv=x dx v= x22

= x22 lnx12R

x dx= x22 lnxx42 +C

2) R

xsinxdx=

u=x du=dx dv = sinx dx v=cosx

=xcosx+R

cosxdx=xcosx+sinx+C

3) I =R

excosx dx=

u= cosx du=sinx dx dv=exdx v=ex

=excosx+R

exsinx dx=

=

u= sinx du= cosx dx dv=exdx v=ex

=excosx+exsinxR

excosx dx=ex(cosx+ sinx)I ⇒ 2I =ex(cosx+ sinx) I = e2x(cosx+ sinx) +C

4) In=R dx (x2+a2)n =

(

u= (x2+1a2)n ⇒ du= −2nx

(x2+a2)n+1 dx

dv =dx v=x

)

= (x2+xa2)n+2n

R x2

(x2+a2)n+1dx=

= (x2+xa2)n + 2n

R dx

(x2+a2)n −2na2

R dx

(x2+a2)n+1 = (x2+xa2)n + 2nIn−2na2In+1

⇒ In+1= 2na12(x2+xa2)n +2n−1

2na2In, n≥1, I1 = 1aarctanxa +C

5. Smena promenljive

a) x=ϕ(t), t- nova promenljiva, ϕ- ima neprekidan izvod potiϕ′(t)6= 0 R

f(x)dx=R

f(ϕ(t))ϕ′(t)dt

Primeri (trigonometrijske smene): 1) R√

a2x2 dx smena: x=acost 2) R√

x2a2 dx smena: x= a

cost

3) R√

a2+x2 dx smena: x=atant

b) u=ψ(x), f(x)dx=g(u)du

R

g(u)du=F(u) +C R

f(x)dx=F(ψ(x)) +C

Primer: R dx

5x−2 ={smena: u= 5x−2}= R 15 du

u =

2 5

u+C = 25√5x2 +C

6. Integracija racionalnih funkcija

R(x) = PQ((xx)) =T(x) +Qr((xx)), P, Q, T, r - polinomi i degr <degQ

degQ=n Q- ima taˇcnon- nula (prostih ili viˇsestrukih, realnih ili kompleksnih)

Q(x) =λ0(x−a1)k1(x−a2)k2. . .(x−ap)kp(x2+b1x+c1)l1(x2+b2x+c2)l2. . .(x2+bqx+cq)lq k1+k2+. . .+kp+ 2(l1+l2+. . .+lq)

R(x) = (xAa)k ∧ R(x) =

Bx+C

(x2+bx+c)l - proste racionalne funkcije

r(x)

Q(x) =

A11

x−a1 +

A12

(x−a1)2 +. . .+

A1k1

(x−a1)k1

+. . .+ Ap1

x−ap +

Ap2

(x−ap)2 +. . .+

Apkp

(x−ap)kp

+ +B11x+C11

x2+b1x+c1 +. . .+

B1l1x+C1l1

(x2+b1x+c1)l1

+. . .+Bq1x+Cq1

x2+bqx+cq +. . .+

Bqlqx+Cqlq

(x2+b

qx+cq)lq

Primeri:

1) R x3+1

x35x2+6xdx=

R

1 + 5x2−6x+1

x35x2+6x

dx

5x26x+1

x3−5x2+6x = 5x 26x+1

x(x−2)(x−3) = Ax+xB−2+xC−3 =

A(x2−5x+6)+B(x2−3x))+C(x2−2x)

x(x−2)(x−3) =

(A+B+C)x2+(−5A−3B−2C)x+6A

(3)

A+ B+ C= 5

7. Integrali oblika Imn=R

sinmx cosnx dx, m, nN

8. Integrali oblika R

(4)

4) opˇsta smena: t= tanx2, x(π, π), dx= 1+2dtt2, sinx= 1+2tt2, cosx= 1−t 2

1+t2

Primer: R dx

1+sinx+cosx =

R

2 1+t2 dt

1+ 2t

1+t2+

1−t2

1+t2

=R dt

t+1 = ln|t+ 1|+C = ln tanx

2 + 1 +C

9. Integrali binomnih diferencijala Imnp=Rxm(a+bxn)pdx, m, n, p∈Q

1) pZ - smena: x=tλ, λ- najmanji zajedniˇcki sadrˇzalac imenilaca brojevam, n

Primer: R √

x(1 +√3x)−1dx=R

x12

1 +x13

−1

dx

m= 12, n= 13, p=1Z, λ=N ZS(2,3) = 6 smena: x=t6

R √

x(1 +√3x)−1dx=R

t3(1 +t2)−1·6t5dt= 6R t8

1+t2 dt= 6

R

t6t4+t2+ 1 +1+1t2

dt= = 67t76

5t5+ 2t3+ 6t+ 6 arctant+C= 67x

7 6 −6

5x

5

6 + 2x12 + 6x16 + 6 arctan√6x+C

2) mn+1 Z - smena: x= tν−a b

1n

, ν- imenilac broja p

Primer: R x

1+√3x2 dx=

R

x1 +x23

−12

dx

m= 1, n= 23, p=12, mn+1 = 3Z, ν= 2 smena: x= (t21)32

R x

1+√3x2 dx=

R (t21)

3 2

t ·3t(t2−1)

1

2 dt= 3R(t2−1)2dt= 3

5t5−2t3+ 3t+C= = 35(x23 + 1)52 −2(x23 + 1)32 + 3(x23 + 1)12 +C

3) mn+1 +pZ - smena: x=tνab

n1

, ν- imenilac brojap

Primer: R √3

3xx3dx=R

x13(3−x2)13

m= 13, n= 2, p= 13, mn+1 = 1Z, ν = 3 smena: x=t33+1

12

R √3

3xx3dx=R 3

t3+1

16

3t33+1

13

·−32√3 t

2

(t3+1)32 dt=−

9 2

R t3

(t3+1)2 dt=. . .

10. Integrali oblika R

R(x, √ax2+bx+c)dx– Ojlerove smene

R=R(u, v), ax2+bx+c= 0 - nema dvostruko reˇsenje

1) I Ojlerova smena: a >0, smena: √ax2+bx+c=t±ax

Primer: R dx

x+√x2+x+1 =

n

smena: √x2+x+ 1 =txo=R −

2(1−t+t2)

(1−2t)2 t dt=

=R

−2t −(2t−1)3 2 +2t31

dt=2 ln|t|+2(2t3−1) +32ln|2t1|+C= =2 ln(x+√x2+x+ 1) + 3

2(2x+2√x2+x+11) +

3

2ln(2x+ 2

x2+x+ 11) +C

2) II Ojlerova smena: c >0, smena: √ax2+bx+c=xt±c

Primer: R x dx

1+√1+x−x2 =

n

smena: √1 +xx2 =tx1o=R

21−t−t2

(1+t2)21tdt=

= 2R dt

t −

R dt 1+t2 dt−

R 1+4tt2 (1+t2)2 dt−

R 2t

1+t2 dt= 2 lnt−arctant−1+t−t22 −ln(1 +t2) +C=

= 1√1 +xx2arctan1+√1+x−x2

x + ln(3−x+ 2 √

(5)

3) III Ojlerova smena: ax2+bx+c=a(xλ)(xµ), λ6=µ, λ, µR, smena: √ax2+bx+c=t(xλ) t(xµ)

Primer: R √

2xx2dx=nsmena:2xx2 =txo=R 2t

t21(t2−41)t3 dt=−8

R t2

(t21)4 dt=

=8R dt (t21)3 −8

R dt

(t21)4 =−8 (I3+I4)

11. Integrali oblika R

R

x, αxγx++βδp1/n1, . . . ,αxγx++βδpk/nk

dx

Smena: x= αδtnγt−βn, n=N ZS(n1, n2, . . . , nk)

Primer: R dx

2x−1−√42x−1

α= 2, β=1, γ = 0, δ = 1, p1 =p2 = 1, n1= 2, n2 = 4 ⇒ smena: x= t

4+1

2 R dx

2x−1−√42x−1 = R 2t3

t2tdt= 2

R t2

t−1 dt= 2 R

t+ 1 +t11 dt=t2+ 2t+ 2 ln|t1|+C= =√2x1 + 2√4

2x1 + ln4

Referensi

Dokumen terkait

Perangkat yang berguna dalam matematika diskrit: yang berguna dalam matematika diskrit: • Logika Matematika (Logic) Logika Matematika (Logic)?. • Teori Himpunan (Set Theory)

B disebut funsi surjektif jika dan hanya jika daerah hasil fungsi f sama dengan himpunan B atau Rf¬¬¬ = B®Fungsi f:A..

Hal yang menjadi catatan khusus dari penggunaan matematika Cina adalah sistem notasi posisional bilangan desimal, yang disebut pula &#34;bilangan batang&#34; di

Edward Halper berarti bahwa objek matematika ada sebagai atribut hal yang masuk akal; mereka ada yang berpotensi dalam

Ungkapan dari de…nisi di atas bisa diganti dengan: “banyaknya cara men- empatkan n obyek yang berbeda ke dalam r posisi yang berbeda pula dengan pengulangan dibolehkan adalah n

Pernyataan tunggal atau pernyataan sederhana adalah pernyataan yang tidak memuat pernyataan lain atau sebagai bagiannya, sedangkan pernyataan majemuk dapat merupakan

Kelemahan dari matriks ketetanggaan adalah tidak dapat untuk mempresentasikan graf yang mempunyai sisi ganda. Untuk mengatasinya, maka elemen aij pada matriks ketetanggaan sama

Matematika Lanjut adalah lanjutan dari mata kuliah Matematika. Mata kuliah Ini juga masih merupakan ilmu dasar dalam bidang keteknik-sipilan. Banyak permasalahan