6.8
Całka z funkcją niewymierną jest trudna do wyliczenia za pomocą standardowych metod.
Rozważmy pręt o liniowej gęstości masy podanej przez stałą gęstość liniową, charakterystyczną długość oraz odległość od lewej strony.
Celem jest znalezienie masy pręta, co wymaga całkowania tej funkcji gęstości na całej długości pręta.
Pierwiastki sześcienne komplikują całkę, więc pomocne staje się podstawienie racjonalizujące.
Wprowadzenie nowej zmiennej u, zdefiniowanej jako u równe pierwiastkowi sześciennemu z x, przekształca wyrażenie w postać wymierną. Z tego można wziąć x jako sześcian u, a różniczka dx wynika odpowiednio. Granice całkowania są dostosowywane do nowej zmiennej.
Podstawienie tych wyrażeń do całki daje równanie zapisane w całości za pomocą u. Po założeniu całka upraszcza się do prostej postaci wielomianowej.
Ta całka transformowana jest łatwiejsza do opanowania, a wielomianowe dzielenie długie pomaga uprościć powstałą funkcję wymierną.
Po przepisaniu wyrażenia w kategoriach u, wyliczenie całki z zaktualizowanymi granicami daje całkowitą masę pręta.
W ten sposób całka jest rozwiązywana za pomocą podstawienia racjonalizacyjnego.
Całki zawierające funkcje niewymierne są często trudne do obliczenia przy użyciu standardowych technik, zwłaszcza gdy w wyrażeniu podcałkowym występuj…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.