Diễn Đàn MathScope

Diễn Đàn MathScope (http://forum.mathscope.org/index.php)
-   Các Bài Toán Đã Được Giải (http://forum.mathscope.org/forumdisplay.php?f=108)
-   -   Tích phân khó (http://forum.mathscope.org/showthread.php?t=2006)

nguyentatthu 16-01-2008 09:27 PM

Tích phân khó
 
Tính tích phân: $\large\ I=\int_0^{\frac{\pi}{4}} \frac{x}{1+tanx}dx $

CMPITG 18-01-2008 12:07 AM

Bài này em ra rồi, nhưng mà khủng quá, xin trình bày vắn tắt vậy:
$
I = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{x}{1 + \tan x} dx
$
Đặt
$
\frac{\pi}{4} - x = t \Rightarrow
I = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{\frac{\pi}{4} - t}{\frac{2}{1 + \tan t}} dt
$
$
= \frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \left( \frac{\pi}{4} - t \right) \left( 1 + \tan t \right) dt
$
$
= \frac{\pi}{8} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} dt + \frac{\pi}{8} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \tan t dt - \frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} t dt - \frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} t \tan t dt
$
Ba cái đầu tiên thì quá đơn giản rồi, xét cái thứ tư: Đặt
$
I_1 = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} t \tan t dt
$
Đặt tiếp:
$
\frac{\pi}{4} - t = u \Rightarrow
I_1 = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \left( \frac{\pi}{4} - u \right) \frac{1 - \tan u}{1 + \tan u} du
$
$
= \frac{\pi}{4} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \left( \frac{1 - \tan u}{1 + \tan u} + 1 \right) du - \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} u \left( \frac{1 - \tan u}{1 + \tan u} + 1 \right) du - \frac{\pi}{4} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} du + \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} u du
$
$
= \frac{\pi}{4} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{2}{1 + \tan u} du - \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{2u}{1 + \tan u} du - \frac{\pi}{4} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} du + \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} u du
$
Hai tích phân cuối thì đơn giản rồi, cái thứ ba chính là $2I $, tính nốt tích phân đầu tiên của $I_1 $ là xong:
$
I_2 = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{du}{1 + \tan u} du
$
Đặt:
$
v = \tan u \Rightarrow dv = (1 + \tan ^2 u) du = (1 + v^2) du
$
$
\Rightarrow I_2 = \int_{0}^{1} \frac{dv}{(1 + v)(1 + v^2)}
$
--> Quá quen thuộc.
Bài toán coi như tính xong :D.

nguyentatthu 21-01-2008 09:10 PM

Trích:

Nguyên văn bởi CMPITG (Post 8432)
Bài này em ra rồi, nhưng mà khủng quá, xin trình bày vắn tắt vậy:
$
I = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{x}{1 + \tan x} dx
$
Đặt
$
\frac{\pi}{4} - x = t \Rightarrow
I = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{\frac{\pi}{4} - t}{\frac{2}{1 + \tan t}} dt
$
$
= \frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \left( \frac{\pi}{4} - t \right) \left( 1 + \tan t \right) dt
$
$
= \frac{\pi}{8} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} dt + \frac{\pi}{8} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \tan t dt - \frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} t dt - \frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} t \tan t dt
$
Ba cái đầu tiên thì quá đơn giản rồi, xét cái thứ tư: Đặt
$
I_1 = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} t \tan t dt
$
Đặt tiếp:
$
\frac{\pi}{4} - t = u \Rightarrow
I_1 = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \left( \frac{\pi}{4} - u \right) \frac{1 - \tan u}{1 + \tan u} du
$
$
= \frac{\pi}{4} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \left( \frac{1 - \tan u}{1 + \tan u} + 1 \right) du - \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} u \left( \frac{1 - \tan u}{1 + \tan u} + 1 \right) du - \frac{\pi}{4} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} du + \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} u du
$
$
= \frac{\pi}{4} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{2}{1 + \tan u} du - \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{2u}{1 + \tan u} du - \frac{\pi}{4} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} du + \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} u du
$
Hai tích phân cuối thì đơn giản rồi, cái thứ ba chính là $2I $, tính nốt tích phân đầu tiên của $I_1 $ là xong:
$
I_2 = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{du}{1 + \tan u} du
$
Đặt:
$
v = \tan u \Rightarrow dv = (1 + \tan ^2 u) du = (1 + v^2) du
$
$
\Rightarrow I_2 = \int_{0}^{1} \frac{dv}{(1 + v)(1 + v^2)}
$
--> Quá quen thuộc.
Bài toán coi như tính xong :D.

Cảm ơn bạn:
Dựa vào bài toán trên ta sẽ tính được bài sau
$I=\int_{0}^{\frac{\pi}{4}}xtanxdx $

dung_toan78 25-01-2008 05:53 PM

Tư tưởng của bài này giống như bài quen thuộc sau: tích phân từ 0 đến pi/4 của ln(1+tgx) (xin lỗi, chưa thạo gõ công thức kiểu này).

DoBaChuGVToan 07-04-2009 03:45 PM

Trích:

Nguyên văn bởi CMPITG (Post 8432)
Bài này em ra rồi, nhưng mà khủng quá, xin trình bày vắn tắt vậy:
$
I = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{x}{1 + \tan x} dx
$
Đặt
$
\frac{\pi}{4} - x = t \Rightarrow
I = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{\frac{\pi}{4} - t}{\frac{2}{1 + \tan t}} dt
$
$
= \frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \left( \frac{\pi}{4} - t \right) \left( 1 + \tan t \right) dt
$
$
= \frac{\pi}{8} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} dt + \frac{\pi}{8} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \tan t dt - \frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} t dt - \frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} t \tan t dt
$
Ba cái đầu tiên thì quá đơn giản rồi, xét cái thứ tư: Đặt
$
I_1 = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} t \tan t dt
$
Đặt tiếp:
$
\frac{\pi}{4} - t = u \Rightarrow $
$I_1 = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \left( \frac{\pi}{4} - u \right) \frac{1 - \tan u}{1 + \tan u} du
$Dòng này đã bị ... sai !
$
= \frac{\pi}{4} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \left( \frac{1 - \tan u}{1 + \tan u} + 1 \right) du - \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} u \left( \frac{1 - \tan u}{1 + \tan u} + 1 \right) du - \frac{\pi}{4} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} du + \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} u du
$
$
= \frac{\pi}{4} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{2}{1 + \tan u} du - \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{2u}{1 + \tan u} du - \frac{\pi}{4} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} du + \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} u du
$
Hai tích phân cuối thì đơn giản rồi, cái thứ ba chính là $2I $, tính nốt tích phân đầu tiên của $I_1 $ là xong:
$
I_2 = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{du}{1 + \tan u} du
$
Đặt:
$
v = \tan u \Rightarrow dv = (1 + \tan ^2 u) du = (1 + v^2) du
$
$
\Rightarrow I_2 = \int_{0}^{1} \frac{dv}{(1 + v)(1 + v^2)}
$
--> Quá quen thuộc.
Bài toán coi như tính xong :D.

Cái dòng xanh nét trên kia cho thấy bài toán vẫn chưa đến hồi kết ! Phải chăng tích phân này không tính được ???

lav2384 07-04-2009 06:16 PM

không phải phức tạp vạy đâu
 
tích phân I2 giải rất đơn giản bằng phương pháp tích phân từng phần với u=t, dv=tantdt :D
==============
xin lỗi, mình đang nói đến I1

DoBaChuGVToan 07-04-2009 07:11 PM

Trích:

Nguyên văn bởi lav2384 (Post 36930)
tích phân I2 giải rất đơn giản bằng phương pháp tích phân từng phần với u=t, dv=tantdt :D
==============
xin lỗi, mình đang nói đến I1

Đơn giản thì bạn truỳnh bầy ra cho rõ đi để các bạn tham khảo !?

DoBaChuGVToan 07-04-2009 10:00 PM

Trích:

Nguyên văn bởi 2M (Post 36956)
Mất tg quá [Only registered and activated users can see links. Click Here To Register...] :))

Đó là nguyên hàm thôi 2M à , còn tích phân nó tụ lại chứ ha ???


Múi giờ GMT. Hiện tại là 02:26 AM.

Powered by: vBulletin Copyright ©2000-2024, Jelsoft Enterprises Ltd.

[page compression: 13.25 k/14.53 k (8.80%)]