Soru

Zorluk: OrtaDeğişken Değiştirme Yöntemi
Sürekli bir ff fonksiyonu için
∫25x⋅f(x2−4) dx\int_{2}^{5} x \cdot f(x^2 - 4) \, dx
integrali veriliyor.

Buna göre, bu integral aşağıdakilerden hangisine eşittir?

  1. A
    12∫25f(x) dx\frac{1}{2} \int_{2}^{5} f(x) \, dx
  2. B
    ∫021f(x) dx\int_{0}^{21} f(x) \, dx
  3. 12∫021f(x) dx\frac{1}{2} \int_{0}^{21} f(x) \, dxCevap
  4. D
    12∫829f(x) dx\frac{1}{2} \int_{8}^{29} f(x) \, dx
  5. E
    ∫25f(x) dx\int_{2}^{5} f(x) \, dx

Cevap

12∫021f(x) dx\frac{1}{2} \int_{0}^{21} f(x) \, dx
İntegralde u=x2−4u = x^2 - 4 dönüşümü yapıldığında diferansiyel x dx=12 dux \, dx = \frac{1}{2} \, du olur. Sınırlar ise x=2x=2 için u=0u=0 ve x=5x=5 için u=21u=21 değerlerine güncellenir. Bu ifadeler yerine koyulup düzenlendiğinde, doğru integral ifadesi elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Değişken değiştirme dönüşümü belirlenir ve diferansiyel hesaplanır.
u=x2−4u = x^2 - 4 dönüşümü yapılırsa, her iki tarafın diferansiyeli alındığında du=2x dxdu = 2x \, dx ve buradan x dx=12 dux \, dx = \frac{1}{2} \, du elde edilir.
İntegral içerisindeki x dxx \, dx ifadesini yeni değişken uu türünden yazabilmek için.
2
Belirli integralin sınırları yeni değişkene göre güncellenir.
Alt sınır için x=2  ⟹  u=22−4=0x = 2 \implies u = 2^2 - 4 = 0 olur. Üst sınır için x=5  ⟹  u=52−4=21x = 5 \implies u = 5^2 - 4 = 21 olur.
Değişken değiştirildiğinde integral sınırlarının da yeni değişkene uyumlu olması gerektiği için.
3
Bulunan ifadeler integralde yerine yazılır.
∫25x⋅f(x2−4) dx=∫021f(u)⋅12 du=12∫021f(u) du\int_{2}^{5} x \cdot f(x^2 - 4) \, dx = \int_{0}^{21} f(u) \cdot \frac{1}{2} \, du = \frac{1}{2} \int_{0}^{21} f(u) \, du elde edilir. Belirli integralde değişkenin ismi sonucu etkilemediği için bu ifade 12∫021f(x) dx\frac{1}{2} \int_{0}^{21} f(x) \, dx şeklinde yazılabilir.
İntegralin değerini en sade biçimde ifade etmek için.

Anahtar Kavram

Belirli integralde değişken değiştirme yöntemi ve sınırların güncellenmesi
Bu soruyu puanla