וידאו · אינטגרלים - חילוק פולינומים ושיטת הצבה

ב10. אינטגרלים מיוחדים שיטת ההצבה - תזכורת מ- 806

פריט מסוג וידאו עם סיכום ותרגול צמודים.

התקדמות בפריט0%
תוכן הקורס

תוכן הקורס

ניווט לפי נושאים

493 פריטים · 25 נושאים0%

סיכום שיעור

  • השיעור מתמקד בשיטת ההצבה לפתרון אינטגרלים עם מכפלות של פונקציות וחזקות, כולל עבודה עם דיפרנציאל ופעולת גזירה להחלפת משתנה.
  • להבין וליישם את שיטת ההצבה באינטגרלים.
  • לכתוב ביטויים באמצעות סמלים חדשים ולהחליף משתנים.
  • להפעיל פעולת דיפרנציאל ולבצע גזירה על ביטויים מורכבים.
  • להבין כיצד לפשט אינטגרלים באמצעות הצבה.
  • לבצע בקרה של הפתרון על ידי נגזרת של התוצאה.
  • הקשר בין נגזרת למכפלה של פונקציות: הסבר על הקשר בין נגזרת של ביטוי עם חזקות לבין מכפלה של פונקציות שבהם מופיעה נגזרת פנימית.
  • שיטת ההצבה: איך להציב ביטוי מורכב באות חדשה T ולבצע גזירה ודיפרנציאל כדי להקל על האינטגרל.
  • פתרון האינטגרל באמצעות עצבה: יישום שיטת ההצבה לפתירת אינטגרל פשוט יותר המתקבל לאחר החלפת המשתנה.
  • בקרה באמצעות נגזרת: בדיקת התוצאה על ידי חישוב נגזרת לפתרון המוצע לוודא נכונות.

תרגול קצר

אינטגרל עם הצבת T

רמת קושי: קל

ממתין

חשב את האינטגרל ∫ x^2 dx כאשר x^3 - 2 = T.

שיטת הצבהאינטגרליםחזקותדיפרנציאל

רמז: הצג את הביטוי x^3 - 2 בתור T, ואז השתמש בדיפרנציאל כדי להחליף משתנים.

פתרון מלא

תשובה סופית: (1/15)(x^3 - 2)^5 + C

קבע T = x^3 - 2. גזור: dT = 3x^2 dx ולכן x^2 dx = dT / 3. האינטגרל הופך להיות ∫ T^4 * (1/3) dT = (1/3) ∫ T^4 dT. חשב אינטגרל של T^4 שקול ל(1/3) * (T^5 / 5) + C = (1/15) T^5 + C. בסוף החזר ל-x במקום T: (1/15)(x^3 - 2)^5 + C.

דרך הפתרון

נוצר אוטומטית

פתרון אינטגרל עם הצבת T

שימוש בשיטת ההצבה לחישוב אינטגרל של x במכפלת חזקות

8 תחנות6 שלבי פירוט4 בדיקות

מפת פתרון

  1. מטרה

    למצוא הערך של ∫ x^2 dx לפי ההצבה

  2. נתון 1

    נתון 1

    T = x^3 - 2
  3. נתון 2

    נתון 2

    dT = 3x^2 dx
  4. רעיון

    הרעיון המרכזי

    החלפת ביטוי מסובך באות T ופישוט האינטגרל באמצעות דיפרנציאל.

  5. נוסחה

    גזור את T כדי לקבל dT = 3x^2 dx.

    dT = 3 x^2 dxdT = 3x^2 dxdT = 3x^(2) dx
  6. משוואה

    הגדר T = x^3 - 2.

    הגדר T = x^3 - 2.

  7. פישוט

    חשב ∫ T^4 dT = T^5 / 5 + C והכפל ב-1/3.

    חשב ∫ T^4 dT = T^5 / 5 + C והכפל ב-1/3.

    (1/3) * (T^5 / 5) + C = (1/15) T^5 + C(1)/(3) * (T^(5))/(5) + C = (1)/(15) T^(5) + C
  8. תוצאה

    מסיימים בתשובה

    החזיר T = x^3 - 2 לתוצאה הסופית: (1/15)(x^3 - 2)^5 + C.

    (1/15) (x^3 - 2)^5 + C(1/15)(x^3 - 2)^5 + C

פתרון מפורט

השלבים המקוריים זמינים כאן למי שרוצה להעמיק בחישוב.

1

זיהוי נתונים

בחר ביטוי להצבה

מה עושים

הגדר T = x^3 - 2.

למה

לפשט ביטוי מסובך למשתנה חדש.

הצבת ביטוי החזקה של x כחלק ממשתנה T.

הקפד לסמן את המשתנה החדש בבירור.

2

זיהוי נתונים

חשב דיפרנציאל

מה עושים

גזור את T כדי לקבל dT = 3x^2 dx.

למה

לקבל ביטוי דיפרנציאל שישמש להחלפת dx.

שימוש בחוק השרשרת לגזירת T.

נוסחה / הצבה

dT = 3 x^2 dxdT = 3x^2 dxdT = 3x^(2) dx

אל תשכח ש-dT ו-dx הן כמו 'שינויים קטנים'.

3

בחירת שיטה

החלף במשתנים חדשים

מה עושים

החלף x^2 dx בביטוי מבוטא בעזרת dT.

למה

להפוך את האינטגרל לפשוט יותר בחישוב.

מבודד x^2 dx מתוך דיפרנציאל dT לכתיבה מחדש של האינטגרל.

נוסחה / הצבה

x^2 dx = dT / 3x^(2) dx = (dT)/(3)

שמור על זהירות בחלוקת מקדמים.

4

בניית משוואה

כתוב את האינטגרל מחדש

מה עושים

החלף באינטגרל ∫ T^4 * (1/3) dT.

למה

האינטגרל הופך לפשוט של חזקת T.

שימוש בהצבה בערך החדש ובביטוי שהתקבל לדיפרנציאל.

נוסחה / הצבה

Integral x^2 dx = (1/3) Integral T^4 dT∫ x^2 dx = ∫ T^4 * 1/3 dTx^(2) dx = (1)/(3) T^(4) dT

קל יותר לחשב חזקות של T.

5

פתרון

חשב את האינטגרל החד-משתני

מה עושים

חשב ∫ T^4 dT = T^5 / 5 + C והכפל ב-1/3.

למה

מחיש חשבון אינטגרלי פשוט לאחר ההצבה.

יישום כלל האינטגרציה של חזקת משתנה.

נוסחה / הצבה

(1/3) * (T^5 / 5) + C = (1/15) T^5 + C(1)/(3) * (T^(5))/(5) + C = (1)/(15) T^(5) + C

זכור להוסיף את קבוע האינטגרציה.

6

תשובה

החזר ל-x וקבל תשובה

מה עושים

החזיר T = x^3 - 2 לתוצאה הסופית: (1/15)(x^3 - 2)^5 + C.

למה

כדי לקבל את התוצאה במונחי המשתנה המקורי.

סיום הפתרון באמצעות החזרת הביטוי המקורי.

נוסחה / הצבה

(1/15) (x^3 - 2)^5 + C(1/15)(x^3 - 2)^5 + C(1)/(15) (x^(3) - 2)^(5) + C

חשוב לוודא ביטול נכון של המשתנה הזמני.

פתרונות כלליים

  • אינטגרל עם הצבת T: קבע T = x^3 - 2. גזור: dT = 3x^2 dx ולכן x^2 dx = dT / 3. האינטגרל הופך להיות ∫ T^4 * (1/3) dT = (1/3) ∫ T^4 dT. חשב אינטגרל של T^4 שקול ל(1/3) * (T^5 / 5) + C = (1/15) T^5 + C. בסוף החזר ל-x במקום T: (1/15)(x^3 - 2)^5 + C.
ניתן להזיז את הכפתור בגרירה או באמצעות Alt ומקשי החצים.