Question

Difficulty: MediumDeğişken Değiştirme Yöntemi
∫03x3x2+1 dx\int_{0}^{\sqrt{3}} \frac{x^3}{\sqrt{x^2 + 1}} \, dx

belirli integralinde u=x2+1u = x^2 + 1 dönüşümü yapılırsa aşağıdaki integrallerden hangisi elde edilir?

  1. A
    ∫03u−12u du\int_{0}^{\sqrt{3}} \frac{u-1}{2\sqrt{u}} \, du
  2. B
    ∫14u−1u du\int_{1}^{4} \frac{u-1}{\sqrt{u}} \, du
  3. ∫14u−12u du\int_{1}^{4} \frac{u-1}{2\sqrt{u}} \, duAnswer
  4. D
    ∫14u+12u du\int_{1}^{4} \frac{u+1}{2\sqrt{u}} \, du
  5. E
    ∫03u−1u du\int_{0}^{\sqrt{3}} \frac{u-1}{\sqrt{u}} \, du

Answer

Değişken değiştirme ve sınırların güncellenmesiyle elde edilen doğru integral ifadesi, sınırları 1'den 4'e kadar olan ve paydasında 2\sqrt{u} bulunan integraldir.
Dönüşüm yapıldığında sınırların güncellenmesiyle alt sınır 1, üst sınır 4 olur. Ayrıca x^3 dx = x^2 * x dx yazılarak x^2 = u - 1 ve x dx = du/2 ifadeleri yerine konduğunda doğru integral elde edilir.

Step-by-Step Solution

1
Değişken değiştirme bağıntısını ve diferansiyelini belirleme
u=x2+1  ⟹  du=2x dx  ⟹  x dx=du2u = x^2 + 1 \implies du = 2x \, dx \implies x \, dx = \frac{du}{2}
İntegral içindeki x3 dxx^3 \, dx ifadesini x2⋅(x dx)x^2 \cdot (x \, dx) şeklinde yazarak yeni değişken cinsinden ifade etmek için.
2
Belirli integralin sınırlarını güncelleme
Alt sınır: x=0  ⟹  u=02+1=1x = 0 \implies u = 0^2 + 1 = 1, Üst sınır: x=3  ⟹  u=(3)2+1=4x = \sqrt{3} \implies u = (\sqrt{3})^2 + 1 = 4
Belirli integralde değişken değiştiğinde sınırların da bu değişime uygun olarak güncellenmesi gerektiği için.
3
İfadeleri integralde yerine yazarak yeni integrali elde etme
∫14u−1u⋅du2=∫14u−12u du\int_{1}^{4} \frac{u-1}{\sqrt{u}} \cdot \frac{du}{2} = \int_{1}^{4} \frac{u-1}{2\sqrt{u}} \, du
Tüm terimleri ve sınırları uu cinsinden yazıp integral ifadesini tamamlamak için.

Key Concept

Belirli integralde değişken değiştirme yöntemi uygulanırken integral sınırlarının da yeni değişkene göre güncellenmesi ve diferansiyel ifadesinin doğru biçimde yazılması gerekir.
Estimated Time:1m 30s
Rate this question