Question

Difficulty: MediumDeğişken Değiştirme Yöntemi
Belirli bir integral hesaplama sürecinde u=xu = \sqrt{x} değişken değiştirmesi yapıldığında, elde edilen yeni belirli integral
∫13f(u) du\int_{1}^{3} f(u) \, du
olmaktadır.
Buna göre, bu değişken değiştirme işlemi uygulanmadan önceki orijinal belirli integral aşağıdakilerden hangisidir?
  1. A
    ∫13f(x) dx\int_{1}^{3} f(\sqrt{x}) \, dx
  2. B
    ∫19f(x) dx\int_{1}^{9} f(\sqrt{x}) \, dx
  3. ∫19f(x)2x dx\int_{1}^{9} \frac{f(\sqrt{x})}{2\sqrt{x}} \, dxAnswer
  4. D
    ∫13f(x)2x dx\int_{1}^{3} \frac{f(\sqrt{x})}{2\sqrt{x}} \, dx
  5. E
    ∫192x⋅f(x) dx\int_{1}^{9} 2\sqrt{x} \cdot f(\sqrt{x}) \, dx

Answer

İntegral sınırları 1 ile 9 arasında olan ve içinde f(kök(x)) bölü (2 kök(x)) ifadesini barındıran integral ifadesi doğrudur.
Doğru cevap, u=xu = \sqrt{x} dönüşümünün diferansiyeli olan du=12x dxdu = \frac{1}{2\sqrt{x}} \, dx bağıntısını ve sınırların u=1  ⟹  x=1u = 1 \implies x = 1 ile u=3  ⟹  x=9u = 3 \implies x = 9 şeklinde xx değişkenine göre doğru güncellendiği integral ifadesidir.

Step-by-Step Solution

1
Dönüşüm bağıntısı ve diferansiyel ilişkisini belirlemek.
u=x  ⟹  du=12x dxu = \sqrt{x} \implies du = \frac{1}{2\sqrt{x}} \, dx elde edilir.
Orijinal integraldeki dxdx ifadesinin yeni integraldeki dudu ile ilişkisini kurabilmek için diferansiyel alınmalıdır.
2
İntegral sınırlarını uu değişkeninden xx değişkenine geri güncellemek.
Alt sınır için: u=1  ⟹  x=1  ⟹  x=1u = 1 \implies \sqrt{x} = 1 \implies x = 1. Üst sınır için: u=3  ⟹  x=3  ⟹  x=9u = 3 \implies \sqrt{x} = 3 \implies x = 9.
Belirli integral sınırlarının, dönüşüm yapılan bağıntı kullanılarak orijinal xx değişkeni cinsinden değerleri bulunmalıdır.
3
Elde edilen ifadeleri yeni integralde yerine yazarak orijinal integrali oluşturmak.
∫13f(u) du=∫19f(x)⋅12x dx=∫19f(x)2x dx\int_{1}^{3} f(u) \, du = \int_{1}^{9} f(\sqrt{x}) \cdot \frac{1}{2\sqrt{x}} \, dx = \int_{1}^{9} \frac{f(\sqrt{x})}{2\sqrt{x}} \, dx
Dönüşüm ve sınır değerleri yerine konularak başlangıçtaki orijinal integral ifadesine ulaşılır.

Key Concept

Belirli İntegralde Değişken Değiştirme Yöntemi

Alternative Method

Orijinal integral seçeneklerinde sırasıyla u=xu = \sqrt{x} dönüşümü uygulanarak hangisinin ∫13f(u) du\int_{1}^{3} f(u) \, du integralini verdiğine bakılabilir. Doğru seçenek olan integralde u=xu = \sqrt{x} denirse, du=12x dxdu = \frac{1}{2\sqrt{x}} \, dx olur. Sınırlar x=1  ⟹  u=1x=1 \implies u=1 ve x=9  ⟹  u=3x=9 \implies u=3 olacağından integral doğrudan ∫13f(u) du\int_{1}^{3} f(u) \, du biçimine dönüşür.
Estimated Time:1m 30s
Rate this question