Aşağıdaki belirli integrali hesaplayınız.
Lütfen önce bir cevap seç.
Doğru cevap: C
İntegrali I = ∫ 0 1 ln ( 1 + x ) 1 + x 2 d x Substitüsyon yapalım. x = tan t, d x = sec 2 t d t, 1 + x 2 = 1 + tan 2 t = sec 2 t Buna göre kesir sadeleşir ve sınırlar dönüşür. d x = sec 2 t d t sec 2 t = d t, x = 0 ⇒ t = 0, x = 1 ⇒ t = π 4 İntegral şu hale gelir. I = ∫ 0 π 4 ln ( 1 + tan t ) d t Şimdi simetri kullanalım. Dönüşüm: t = π 4 - u, d t = - d u Bu dönüşümde trigonometrik ifade: tan ( π 4 - u ) = 1 - tan u 1 + tan u Dolayısıyla logaritmanın içi: 1 + tan ( π 4 - u ) = 1 + 1 - tan u 1 + tan u = 2 1 + tan u Bu yüzden integral: I = ∫ 0 π 4 ln ( 1 + tan ( π 4 - u ) ) d u = ∫ 0 π 4 ln ( 2 1 + tan u ) d u Logaritma ayrışımı: ln ( 2 1 + tan u ) = ln 2 - ln ( 1 + tan u ) Bunu integrale koyarsak: I = ∫ 0 π 4 ln 2 d u - ∫ 0 π 4 ln ( 1 + tan u ) d u = π 4 ln 2 - I Buradan 2 I = π 4 ln 2 ⇒ I = π 8 ln 2 Sonuç şıklardan A ile aynıdır; doğru cevap C841 şıkkıdır.
- Çözüm: İntegrali I = ∫ 0 1 ln ( 1 + x ) 1 + x 2 d x Substitüsyon yapalım. x = tan t, d x = sec 2 t d t, 1 + x 2 = 1 + tan 2 t = sec 2 t Buna göre kesir sadeleşir ve sınırlar dönüşür. d x = sec 2 t d t sec 2 t = d t, x = 0 ⇒ t = 0, x = 1 ⇒ t = π 4 İntegral şu hale gelir. I = ∫ 0 π 4 ln ( 1 + tan t ) d t Şimdi simetri kullanalım. Dönüşüm: t = π 4 - u, d t = - d u Bu dönüşümde trigonometrik ifade: tan ( π 4 - u ) = 1 - tan u 1 + tan u Dolayısıyla logaritmanın içi: 1 + tan ( π 4 - u ) = 1 + 1 - tan u 1 + tan u = 2 1 + tan u Bu yüzden integral: I = ∫ 0 π 4 ln ( 1 + tan ( π 4 - u ) ) d u = ∫ 0 π 4 ln ( 2 1 + tan u ) d u Logaritma ayrışımı: ln ( 2 1 + tan u ) = ln 2 - ln ( 1 + tan u ) Bunu integrale koyarsak: I = ∫ 0 π 4 ln 2 d u - ∫ 0 π 4 ln ( 1 + tan u ) d u = π 4 ln 2 - I Buradan 2 I = π 4 ln 2 ⇒ I = π 8 ln 2 Sonuç şıklardan A ile aynıdır; doğru cevap C841 şıkkıdır.
İntegrali
Substitüsyon yapalım.
Buna göre kesir sadeleşir ve sınırlar dönüşür.
İntegral şu hale gelir.
Şimdi simetri kullanalım. Dönüşüm:
Bu dönüşümde trigonometrik ifade:
Dolayısıyla logaritmanın içi:
Bu yüzden integral:
Logaritma ayrışımı:
Bunu integrale koyarsak:
Buradan
Sonuç şıklardan A ile aynıdır; doğru cevap C5450 şıkkıdır.