וידאו · אינטגרלים - חילוק פולינומים ושיטת הצבה

א1. אינטגרלים מיוחדים שיטת ההצבה

פריט מסוג וידאו עם סיכום ותרגול צמודים.

התקדמות בפריט0%
תוכן הקורס

תוכן הקורס

ניווט לפי נושאים

533 פריטים · 33 נושאים0%

סיכום שיעור

  • שיעור העוסק בפיתרון אינטגרלים של פונקציות המכילות מכפלות, מנות ופונקציות מורכבות דרך שיטת ההצבה. דגש על זיהוי קשר גזירי בין גורמים בתרגיל על מנת להקל על פתרון האינטגרל.
  • להבין מתי אפשר להשתמש בשיטת ההצבה באינטגרלים
  • לזהות קשר גזירי בין גורמים בתרגיל
  • לכתוב את ההצבה כמשוואה ולפשט אינטגרלים מורכבים
  • ליישם את שיטת ההצבה לפתרון אחד אינטגרלים מיוחד
  • הצגת הבעיה: התלמידים מתמודדים עם אינטגרלים מורכבים שאינם ניתנים לפתרון ישיר באמצעות נוסחאות מוכרות.
  • זיהוי הקשר הגזירי: בחינה של פונקציה מורכבת וצמודה אליה פונקציה פשוטה שמהווה את נגזרת הפנימית של המורכבת, מה שמאפשר שימוש בשיטת ההצבה.
  • יישום שיטת ההצבה: ניתוח השלבים לצורך הצבה, כתיבת תחליף עבור הפונקציה הפנימית, וגזירתה על מנת להקל על האינטגרציה.

תרגול קצר

אינטגרל של פונקציה עם הצבה פשוטה

רמת קושי: קל

ממתין

חשב את האינטגרל של פונקציה שבה מופיע מכפלה של פונקציה מורכבת וגזירתה של הפונקציה הזו, לדוגמה אינטגרל של (2x - 1)*e^(x^2 - x) dx.

הצבהאינטגרליםפונקציות מורכבות

רמז: זהה את הפונקציה הפנימית (x^2 - x) והחלף אותה במשתנה u.

פתרון מלא

תשובה סופית: e^(x^2 - x) + C

נגדיר u = x^2 - x. אז du/dx = 2x - 1. משמעות הדבר ש-(2x - 1) dx = du. האינטגרל הופך להיות אינטגרל של e^u du, שהוא e^u + C. נציב חזרה u = x^2 - x.

דרך הפתרון

נוצר אוטומטית

פתרון אינטגרל עם שיטת ההצבה

דוגמה לאינטגרל של פונקציה ומכפלת נגזרתה

8 תחנות6 שלבי פירוט4 בדיקות

מפת פתרון

  1. מטרה

    למצוא ערך האינטגרל של הפונקציה הנתונה

  2. נתון 1

    הפונקציה שבתוך האקספוננטה: x² - x

  3. נתון 2

    הכפלת הפונקציה בנגזרתה: 2x - 1

  4. רעיון

    הרעיון המרכזי

    להגדיר הצבה u כפונקציה הפנימית ואז להמיר את האינטגרל לפונקציה של u

  5. נוסחה

    u = x² - x

    u = x^2 - x
  6. משוואה

    מקבלים du/dx = 2x - 1 ולכן du = (2x - 1) dx

    מקבלים du/dx = 2x - 1 ולכן du = (2x - 1) dx

    du = (2x - 1) dx
  7. פישוט

    האינטגרל הופך להיות ∫ e^u du

    האינטגרל הופך להיות ∫ e^u du

    ∫ e^u du
  8. תוצאה

    מסיימים בתשובה

    ∫ e^u du = e^u + C, מחזירים את u למקור

    e^u + Ce^(x^2 - x) + C

פתרון מפורט

השלבים המקוריים זמינים כאן למי שרוצה להעמיק בחישוב.

1

זיהוי נתונים

הפונקציה ומכפלותיה

מה עושים

נתונה הפונקציה e^(x² - x) מוכפלת ב-(2x - 1)

למה

השילוב הזה מתאים להצבה כי 2x - 1 הוא נגזרת של x² - x

הפונקציה מורכבת מאד, אבל יש לה רכיב שנגזרת של פונקציה בתוך האקספוננטה מופיעה כחלק מהמכפלה

2

בחירת שיטה

להשתמש בהצבה

מה עושים

נגדיר משתנה חדש u שווה ל x² - x

למה

כדי להחליף את האינטגרל במשתנה פשוט יותר

ההצבה מפשטת את האינטגרל ומקל על הפתרון

3

בניית משוואה

הגדרת ההצבה

מה עושים

u = x² - x

למה

מייצג את הפונקציה המורכבת הפנימית בתוך האינטגרל

הערך u הוא פונקציה לבד שאיתה נעבוד במקום x

נוסחה / הצבה

u = x^2 - x
4

בניית משוואה

חשב את du

מה עושים

מקבלים du/dx = 2x - 1 ולכן du = (2x - 1) dx

למה

כדי להחליף את dx ב-du במשוואת האינטגרל

הנגזרת של u נראית בתוך האינטגרל ולכן אפשר להחליף

נוסחה / הצבה

du = (2x - 1) dx
5

פתרון

החלפה באינטגרל

מה עושים

האינטגרל הופך להיות ∫ e^u du

למה

הפונקציה הפכה פשוטה יותר ואפשר לחשב אותה בקלות

שינוי המשתנה מפשט באופן דרמטי את חישוב האינטגרל

נוסחה / הצבה

∫ e^u du
6

תשובה

פתרון האינטגרל

מה עושים

∫ e^u du = e^u + C, מחזירים את u למקור

למה

לסיים את הפתרון עם המשתנה המקורי

אינטגרל פונקצית החזקה הוא פשוט ולכן נציג את התוצאה הסופית

נוסחה / הצבה

e^u + Ce^(x^2 - x) + C

פתרונות כלליים

  • אינטגרל של פונקציה עם הצבה פשוטה: נגדיר u = x^2 - x. אז du/dx = 2x - 1. משמעות הדבר ש-(2x - 1) dx = du. האינטגרל הופך להיות אינטגרל של e^u du, שהוא e^u + C. נציב חזרה u = x^2 - x.
ניתן להזיז את הכפתור בגרירה או באמצעות Alt ומקשי החצים.