שינויים

קפיצה אל: ניווט, חיפוש

שיטת ההצבה

נוספו 1,514 בתים, 11:20, 3 בנובמבר 2016
[[קטגוריה:אינפי]]
==שיטת ההצבה==
שיטת ההצבה היא שיטת החלפת משתנים לצורך אינטגרציה, לפי כלל -השרשרת לגזירה.
<math>[\frac{d}{dx}f\big(g(x)\big)]'=f'\big(g(x)\big)\cdot g'(x)</math>
לכן, '''נוסחאת נוסחת ההצבה''' הינההנה:
::<math>\int{f\big(g(x)\big)\cdot g'(x)dx}=F\Bigbig(g(x)\Bigbig)+C</math>
 כאשר <math>F'=f</math>.
סימון נוח יותר לאותה הנוסחא:
<math>\int{f\big(g(x)\big)\cdot g'(x)dx}</math>
נסמן <math>g(x)=t</math>
ולכן <math>g'(x)dx=dt</math>
ולכן <math>\displaystyle\int{f\big(g(x)\big)\cdot g'(x)dx}=\int{f(t)dt}=F(t)+C=F\big(g(x)\big)+C</math>
הסימון הזה נוח יותר לפתרון תרגילים מאשר הסימון הראשון שנובע ישירות מכלל-השרשרת.
הסימון הזה נוח יותר לפתרון תרגילים מאשר הסימון הראשון שנובע ישירות מכלל השרשרת===אלגוריתם לביצוע הצבה===נתאר כעת את השלבים בביצוע הצבה, במקרים שונים*בוחרים הצבה <math>t=g(x)</math> או <math>x=h(t)</math> . *גוזרים את שני הצדדים וכופלים ב- <math>dx,dt</math> . :<math>dt=g'(x)dx</math> או <math>dx=h'(t)dt</math> . *במקרה הראשון, אם הביטוי <math>g'(x)dx</math> אינו מופיע באינטגרל, והפונקציה <math>g</math> הפיכה, נחליף להצבה <math>x=g^{-1}(t)</math> *כמו כן, אם לאחר ההצבה נותרו מופעים של המשתנה <math>x</math> , נוכל להשלים את ההצבה רק אם <math>g</math> הפיכה ע"י <math>x=g^{-1}(t)</math>
===דוגמאות===
א.)
<math>\int{tan(x)dx}=-\int{sin\frac{1}{cosx}(-sinbig(\sqrt x)\big)dx}</math>
נסמן ננסה להציב <math>f(x)t=\frac{1}{sqrt x},g(x)=cosx</math>.
לכן נגזור ונקבל <math>F(x)=ln|x|,g'(x)dt=-sin(\frac{dx}{2\sqrt x)}</math> וסה"כ האינטגרל הוא מהצורה:
::אבל הביטוי <math>-\intfrac{f'(g(x))g'(x)dx}=-F(g({2\sqrt x))+C=-ln|cosx|+C}</math>אינו מופיע באינטגרל!
לכן נבצע את ההצבה ההפוכה (שמובילה לתוצאה זהה ביתר קלות) <math>x=t^2</math> .
נגזור ונקבל <math>dx=2t\,dt</math>
ב.לכן
:<math>\int{\frac{1}{sin\big(\sqrt{a^2-x^2}}}\big)dx=\int{2t\frac{1}{|a|\sqrt{1-sin(\frac{x}{|a|}t)^2}}}dt</math>
נציב ואת ההמשך ניתן לפתור ע"י אינטגרציה בחלקים.
::<math>t=\frac{x}{|a|}</math>
לכןב)
<math>\int{\tan(x)dx}=-\int{\frac1{\cos(x)}\cdot\big(-\sin(x)\big)dx}</math> נסמן <math>f(x)=\frac1{x}\ ,\ g(x)=\cos(x)</math> לכן <math>F(x)=\ln(|x|)\ ,\ g'(x)=-\sin(x)</math> וסה"כ האינטגרל הוא מהצורה: :<math>dt-\int{f'\big(g(x)\big)\cdot g'(x)dx}=-F\big(g(x)\big)+C=-\ln\big(|\cos(x)|\big)+C</math>  ג) <math>\int\frac{dx}{\sqrt{a^2-x^2}}=\int\frac{dx}{|a|\sqrt{1-\left(\frac{x}{|a|}\right)^2}}</math> נציב  :<math>t=\frac{x}{|a|}dx</math>
לכן
::<math>|a|dt=dx</math>
ולכן
 <math>\int{\frac{1dx}{|a|\sqrt{1-\left(\frac{x}{|a|}\right)^2}}}=\frac{1}{|a|}\int{\frac{|a|dt}{\sqrt{1-t^2}}}dt=\arcsin(t)+C=\arcsin\left(\frac{x}{|a|}\right)+C</math>
==הצבות אוניברסאליות==
 '''הצבות אוניברסאליות''' הוא כינוי כללי להצבות המעבירות פונקציות ממשפחה מסויימת מסוימת לצורה של [[אלגוריתם לביצוע אינטגרל על פונקציה רציונאלית|פונקציה רציונאלית]] אותה אנחנו יודעים לפתור. שימו לב שכיוון שכיון ופתרון פונקציה רציונאלית דורש פירוק פולינומים, לעיתים לעתים המעבר לפונקציה רציונאלית לא יקדם אותנו לקראת פתרון הבעייההבעיה.
הצבות אוניברסאליות ידועות ניתן למצוא בקובץ הבא: (עד אשר מישהו יקליד אותו אל תוך הויקי...)
*[[מדיה:09Infi2Universal.pdf|הסבר על הצבות אוניברסאליות]]
 
==דוגמאות==
*[[משתמש:אור שחף/133 - תרגול/27.3.11|דוגמאות 1]]
226
עריכות