Logga in
| 8 sidor teori |
| 15 Uppgifter - Nivå 1 - 3 |
| Varje lektion är menad motsvara 1-2 lektioner i klassrummet. |
Ibland vill man bestämma värdet av en integral som inte enkelt kan beräknas genom att summera areor av kända figurer. Om man känner till funktionsuttrycket kan integralen beräknas algebraiskt med en av funktionens primitiva funktioner.
I den här lektionen går vi igenom följande begrepp:
Genom att ändra på den övre gränsen kommer områdets area att förändras. För en given funktion f kommer arean på området mellan koordinataxlarna och f(t) enbart att bero på den övre integrationsgränsen. Genom att låta den vara x kan man definiera en areafunktion,
Integralen av en funktion f(x), på intervallet a≤x≤b, kan beräknas med någon av funktionens primitiva funktioner F(x). För att beräkna integralen bestämmer man differensen av den primitiva funktionens värde för den övre integrationsgränsen och motsvarande värde för den undre gränsen.
b=6 och a=2
Beräkna potens
Multiplicera faktorer
Ta bort parentes & byt tecken
Addera och subtrahera termer
Först bestämmer man en primitiv funktion till integranden, dvs. till den funktion som ska integreras.
Bestäm en primitiv funktion
D-1(axn)=n+1axn+1
D-1(a)=ax
Förenkla kvot
Nu sätts integrationsgränserna in i den primitiva funktionen och man beräknar differensen.
∫abf(x)dx=[F(x)]ab
[F(x)]13=F(3)−F(1)
Förenkla potens & produkt
Ta bort parentes & byt tecken
Addera och subtrahera termer
Börja med att hitta en primitiv funktion till funktionen inuti integranden. Använd den för att beräkna integralen.
Bestäm en primitiv funktion
D-1(ekx)=kekx
D-1(a)=ax
∫abf(x)dx=[F(x)]ab
[F(x)]05=F(5)−F(0)
Multiplicera faktorer
a0=1
Slå in på räknare
Avrunda till närmaste heltal
Man kan använda räknaren för att numeriskt beräkna en bestämd integral på ett intervall. Man trycker då på knappen MATH och bläddrar ner till 9:fnInt(
. Tryck ENTER.
Därefter skriver man, separerat med kommatecken, i följande ordning.
Avsluta med ENTER. Räknaren ger då integralens värde.
Arean mellan två kurvor kan beräknas genom att man subtraherar integralen av den övre funktionen med den undre. Om integralerna har samma gränser kan de läggas ihop till en enda integral.
A=∫ab(f(x)−g(x))dx
Den här regeln gäller alltid, men härledningen ser lite olika ut beroende på hur kurvorna befinner sig i förhållande till x-axeln. Det beror på att man måste ta hänsyn till att integraler för funktioner under x-axeln är negativa.
När kurvorna är på vardera sida om x-axeln kan man inte direkt se på området som differensen mellan två integraler. Istället kan man se det sökta området som summan av areorna mellan kurvorna och x-axeln.
a+(−b)=a−b
Slå ihop integraler
Det sista fallet är om båda kurvorna befinner sig under x-axeln. Här motsvarar istället det sökta området arean mellan g(x) och x-axeln subtraherat med arean mellan f(x) och x-axeln.
a−(−b)=a+b
Omarrangera termer
Slå ihop integraler
Find the point of intersection of both curves. Which function lies above the other?
In order to find the area begin by looking at the point at which both curves intersect in the first quadrant.
g(x)=3−0,5x och f(x)=0,5x2
Ta bort parentes
D-1(a)=ax
D-1(ax)=2ax2
D-1(axn)=n+1axn+1
Förläng med 2
∫abf(x)dx=[F(x)]ab
[F(x)]ab=F(b)−F(a)
Multiplicera faktorer
Beräkna potens
Beräkna kvot
Subtrahera termer
Förläng med 6
Multiplicera faktorer
Subtrahera bråk
Subtrahera termer
Förkorta med 2
Beräkna integralen algebraiskt. Avrunda till heltal och kontrollera svaret med räknare.
Integraler beräknas algebraiskt med hjälp av en primitiv funktion till integranden f(x)=x+70. Vi börjar därför med att bestämma en sådan.
Nu sätter vi in integrationsgränserna 0 och 2 i den primitiva funktionen och beräknar differensen F(2)-F(0).
Vi får svaret ∫_0^2(x+70 ) d x =142. Till sist kontrollerar vi detta med räknarens verktyg för integraler. Vi trycker då på MATH, bläddrar ner till 9:fnInt( och trycker ENTER.
Därefter skriver vi, separerat med kommatecken, funktionsuttrycket för integranden, variabeln man ska integrera med avseende på, undre samt övre integrationsgränsen. Vi avslutar med ENTER och konstaterar att det stämmer med vad vi själva räknade ut.
Vi gör på samma sätt ännu en gång. Först bestämmer vi en primitiv funktion till f(x)=3x^2+18e^x.
Vi beräknar F(0)-F(-3).
Vi vet nu att ∫_(-3)^0(3x^2+18e^x ) d x ≈44. Vi kontrollerar svaret med räknare på samma sätt som tidigare och ser då att vi får samma svar som räknaren.
Vi gör på samma sätt som i föregående deluppgift och börjar med att bestämma en primitiv funktion till integranden.
Nu beräknar vi F(-1)-F(-4).
Värdet på integralen ∫_(-4)^(-1)(2x^2+4x ) d x är alltså 12. Till sist kontrollerar vi svaret med räknarens verktyg för integraler på samma sätt som tidigare.
Även nu stämmer vårt eget svar överens med räknarens.
Beräkna integralen algebraiskt. Svara exakt.
Vi beräknar integralen med hjälp av en primitiv funktion till integranden som vi kallar f(x)=x^3-2x, och börjar därför med att finna en sådan.
Nu sätter vi in integrationsgränserna i den primitiva funktionen och beräknar differensen F(2)-F(-2).
Vi konstaterar att ∫_(-2)^2(x^3-2x ) d x =0.
Vi använder samma metod igen och börjar med att hitta en primitiv funktion till integranden som vi kan kalla f(x).
Vi sätter in integrationsgränserna i F(x) och beräknar F(4)-F(-1).
Integralen ∫_(-1)^4(3x^4+x-2 ) d x är alltså lika med 612.5.
Vi gör samma sak igen. Kom ihåg att e är ett tal.
Vi beräknar F(1)-F(0).
Vi vet nu att ∫_0^1(2e^x+ex^4 ) d x =11e/5-2.
Bestäm värdet av integralen som representeras av det markerade området. Svara med två värdesiffror.
Vi börjar med att ta fram en primitiv funktion som vi sedan kommer använda för att beräkna integralen.
Från figuren ser vi att den övre integrationsgränsen är 1 och den undre är - 1. Nu kan vi bestämma integralen genom att sätta in gränserna i F(x) och beräkna differensen F(1)-F(-1), vilket förkortas [F(x)]_(- 1)^1.
Integralen mellan -1 och 1 för funktionen är alltså lika med 5.2.
Samma sak igen! Vi börjar med att bestämma en primitiv funktion till f(x).
Från figuren ser vi att den övre gränsen är 0 och den undre är - 1. Nu kan vi beräkna integralen.
Integralen mellan -1 och 0 för funktionen är alltså 3.5.
Vi gör på samma sätt här, det spelar ingen roll att det är en exponentialfunktion.
Nu beräknar vi integralen av funktionen mellan 0.5 och 1.
Integralen mellan 0.5 och 1 för funktionen är alltså ca 31.
Vi ska bestämma integralen mellan x=- 2 och x=4 för funktionen f(x). För att göra det ska vi, enligt integralkalkylens huvudsats, beräkna differensen mellan en primitiv funktions värde för den övre integrationsgränsen och motsvarande värde för den undre gränsen. Från uppgiften vet vi att dessa värden är F(- 2)=2 och F(4)=6. Nu kan vi bestämma integralens värde med hjälp av integralkalkylens huvudsats.
Integralens värde är 4.
Bestäm värdet av integralen som representeras av det markerade området.
För att kunna ställa upp integralen som representeras av området måste vi känna till integranden och integrationsgränserna. Integranden är f(x)=3- 3x^2 och integrationsgränserna är de x-värden där grafen till f(x) skär x-axeln, dvs. funktionens nollställen. Dessa hittar vi genom att lösa ekvationen 3-3x^2=0.
Integrationsgränserna är alltså -1 och 1, så integralen vi ska beräkna är ∫_(-1)^1(3- 3x^2 ) d x . För att beräkna integralens värde börjar vi med att hitta en primitiv funktion F(x).
Nu använder vi den primitiva funktionen för att beräkna integralen. Mer specifikt sätter vi in övre respektive undre integrationsgränsen i F(x) och subtraherar sedan uttrycket med den nedre gränsen från uttrycket med den övre gränsen. Vi beräknar alltså F(1)-F(-1), vilket förkortat brukar skrivas [F(x)]_(-1)^1.
Alltså är integralens värde 4.
Vi gör på samma sätt som i föregående deluppgift. Integranden är g(x)=x^2-3x och integrationsgränserna är även här samma som funktionens nollställen, så vi löser ekvationen
x^2-3x=0.
Det gör vi t.ex. med nollproduktmetoden.
Integrationsgränserna är 0 och 3. Vi ska alltså bestämma värdet på integralen ∫_0^3(x^2-3x ) d x och börjar därför med att hitta en primitiv funktion G(x).
Nu sätter vi in integrationsgränserna i den primitiva funktionen och beräknar differensen [G(x)]_0^3, dvs. G(3)-G(0).
Vi kan konstatera att integralens värde är -4.5.
Vi beräknar vänsterled och högerled var för sig och kontrollerar sedan om de blir lika.
Vi börjar med att bestämma en primitiv funktion till integranden f(x)=2x.
Sedan beräknar vi integralen.
Integralen i vänsterledet har värdet 24.
Nu gör vi på samma sätt med högerledet. Vi kan kalla denna integrand för g(x).
Nu bestämmer vi integralen.
Högerledet blir också 24. Henrico har alltså rätt i sitt påstående.
Beräkna ∫126x2 dx algebraiskt.
För att beräkna integralens värde behöver vi en primitiv funktion till integranden f(x) = 6x^2.
Nu sätter vi in integrationsgränserna i den primitiva funktionen och beräknar differensen F(2)-F(1).
Integralens värde blev alltså 14. Det innebär att den blåmarkerade arean i grafen nedan är 14 areaenheter.