quote:
Op zaterdag 28 mei 2011 16:18 schreef Pipo1234 het volgende:[..]
Ik krijg de primitieve van deze formule maar niet te pakken. Als ik het met ln(x
2-4) probeer kom ik in de knoop i.v.m. de kettingregel.
OK. We hadden al gevonden dat:
(1) -x
2/(4 - x
2) = 1 + 4/(x
2 - 4).
Een primitieve van 1 is x, dus nu resteert nog de bepaling van een primitieve van 4/(x
2 - 4). Hiervoor gaan we breuksplitsing oftewel splitsing in partiële breuken toepassen.
Het idee is - heel kort door de bocht - dat we een breuk gaan herschrijven als een som van deelbreuken waarbij de noemer telkens een factor is van de noemer van de oorspronkelijke breuk.
Als je 1/2 + 1/3 wil optellen, dan moet je deze breuken eerst gelijknamig maken:
1/2 + 1/3 = (3∙1)/(3∙2) + (2∙1)/(2∙3) = 3/6 + 2/6 = (3 + 2)/6 = 5/6
Maar stel nu eens dat we het omgekeerde zouden willen doen, dus 5/6 herleiden naar 1/2 + 1/3. Dan moeten we dus deze breuk opsplitsen in deelbreuken waarvan de noemers telkens één van van de (priem)factoren zijn van 6 = 2∙3. Dit is - heel kort - het achterliggende idee.
Nu gaan we 4/(x
2 - 4) opsplitsen in deelbreuken. Daarvoor moeten we dus eerst de factoren van de noemer x
2 - 4 bepalen. Dit is heel gemakkelijk, want je kent het merkwaardige product a
2 - b
2 = (a-b)(a+b). Dus hebben we:
(2) x
2 - 4 = (x - 2)(x + 2)
De bedoeling is nu dat we zoiets krijgen:
(3) 4/(x
2 - 4) = A/(x - 2) + B/(x + 2)
De kunst is nu om A en B te bepalen. Hiertoe vermenigvuldigen we beide leden van (3) met de noemer van de breuk in het linkerlid, dus met x
2 - 4 = (x - 2)(x + 2) , zodat we alle breuken kwijtraken. Dan krijgen we:
(4) 4 = A(x + 2) + B(x - 2)
Uitwerken geeft:
(5) 4 = Ax + 2A + Bx - 2B
Hergroeperen van de termen in het rechterlid naar machten van x geeft:
(6) 4 = (A + B)x + 2(A - B)
Nu zou je in gedachten kunnen houden dat je het linkerlid van (6) ook kunt schrijven als 0∙x +4. Aan voorwaarde (6) kan alleen voldaan worden voor elke x indien de coëfficiënten van de veeltermen in het linkerlid en rechterlid paarsgewijs aan elkaar gelijk zijn. Dus krijgen we als voorwaarden:
(7a) A + B = 0
(7b) A - B = 2
Dit is een stelsel lineaire vergelijkingen in A en B, dat je op de gebruikelijke wijze(n) op kunt lossen. Door optelling van de leden van (7a) en (7b) verkrijgen we 2A = 2 en dus A = 1, en dus B = -1. Voor (3) kunnen we nu dus schrijven:
(8) 4/(x
2 - 4) = 1/(x - 2) - 1/(x + 2)
Nu zijn we er bijna en kunnen we (8) primitiveren, maar toch moet je nog even opletten al naargelang de waarden die x aanneemt in je vraagstuk. Een primitieve van 1/x is ln(x), maar dit geldt alleen voor x > 0. De functie f(x) = 1/x is echter ook gedefinieerd voor x < 0. In dat geval kun je ln(-x) als primitieve nemen, immers volgens de kettingregel is de afgeleide hiervan (1/(-x))∙(-1) = 1/x, zoals gewenst. We kunnen beide mogelijkheden samen nemen door te zeggen dat ln |x| een primitieve is van 1/x voor x > 0 of x < 0.
Alles samengevat hebben we nu:
(9) -x
2/(4 - x
2) = 1 + 1/(x - 2) - 1/(x + 2)
En een primitieve hiervan is:
(10) x + ln |x - 2| - ln |x + 2| + C
That's it!
Als je meer wil weten over splitsing in deelbreuken kan ik je
deze reader aanbevelen.
[ Bericht 0% gewijzigd door Riparius op 28-05-2011 17:11:53 ]