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8.541∫dx/(√(2x-1)-4√(2x-1))

Unser Thema ist substituelle Integration

Ich hätte u=(2x-1)   du/dx= 2     du=2dx

Somit, unter Vernachlässigung der Grenzen, würde ich 2∫ 1/(√u - 4√u) du

Doch wie gehe ich weiter vor? Habe ich die richtige Substitution gewählt?

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Ja. Als Anfangssubstitution ist das gar nicht schlecht. Allerdings musst du hier öfter substituieren. Ich habe das mal von Wolframalpha lösen lassen.

screencapture-docs-google-document-d-1BWbGTbxgjtp8HR4w1an47ZVWj77SuTVSI0riEiFBioI-pub-2022-12-08-11_43_17.png

Stammfunktion

\( \int 1 /\left((2 \cdot x-1)^{\wedge}(1 / 2)-(2 \cdot x-1)^{\wedge}(1 / 4)\right) d x \)

Take the integral:

\( \int \frac{1}{\sqrt{2 x-1}-\sqrt[4]{2 x-1}} d x \)

For the integrand \( \frac{1}{\sqrt{2 x-1}-\sqrt[4]{2 x-1}} \), substitute \( u=2 x-1 \) and \( d u=2 d x \) :

\( =\frac{1}{2} \int \frac{1}{\sqrt{u}-\sqrt[4]{u}} d u \)

For the integrand \( \frac{1}{\sqrt{u}-\sqrt[4]{u}} \), substitute \( s=\sqrt[4]{u} \) and \( d s=\frac{1}{4 u^{3 / 4}} d u \) :
\( =2 \int \frac{s^{3}}{s^{2}-s} d s \)

For the integrand \( \frac{s^{3}}{s^{2}-s} \), cancel common terms in the numerator and denominator:
\( =2 \int \frac{s^{2}}{s-1} d s \)

For the integrand \( \frac{s^{2}}{s-1} \), do long division:
\( =2 \int\left(s+\frac{1}{s-1}+1\right) d s \)

Integrate the sum term by term:
\( =2 \int 1 d s+2 \int \frac{1}{s-1} d s+2 \int s d s \)

For the integrand \( \frac{1}{s-1} \), substitute \( p=s-1 \) and \( d p=d s \) :
\( =2 \int \frac{1}{p} d p+2 \int 1 d s+2 \int s d s \)

The integral of \( \frac{1}{p} \) is \( \log (p) \) :
\( =2 \log (p)+2 \int 1 d s+2 \int s d s \)

The integral of \( s \) is \( \frac{s^{2}}{2} \) :
\( =2 \log (p)+s^{2}+2 \int 1 d s \)

The integral of 1 is \( s \) :
\( =2 \log (p)+s^{2}+2 s+\text { constant } \)

Substitute back for \( p=s-1 \) :
\( =s^{2}+2 s+2 \log (s-1)+\text { constant } \)

Substitute back for \( s=\sqrt[4]{u} \) :
\( =\sqrt{u}+2 \sqrt[4]{u}+2 \log (\sqrt[4]{u}-1)+\text { constant } \)

Substitute back for \( u=2 x-1 \) :
\( =\sqrt{2 x-1}+2 \sqrt[4]{2 x-1}+2 \log (\sqrt[4]{2 x-1}-1)+\text { constant } \)

Which is equivalent for restricted \( x \) values to:

Answer:
\( =\sqrt{2 x-1}+2 \sqrt[4]{2 x-1}+2 \log (1-\sqrt[4]{2 x-1})+\text { constant } \)

http://uww.wolframalpha.com/input/?i=integral \( +1 \% 2 \mathrm{~F} \% 28 \% 282 \cdot \mathrm{x}-1 \% 29 \% 5 \mathrm{E} \% 281 \% 2 \mathrm{~F} 2 \% 29 \) -
\( \% 282 \cdot \mathrm{x}-1 \% 29 \% 5 \mathrm{E} \% 281 \% 2 \mathrm{~F} 4 \% 29 \% 29+\mathrm{dx} \)


Solltest du fragen dazu haben dann melde dich gerne.

Man sollte sich aber öfter mal mit Wolframalpha beschäftigen.

Avatar von 488 k 🚀

Ich danke, Wolframalpha kannte ich noch gar nicht. Ich versteh wirklich etwas nicht:

die zweite Substitution s=4√u

da erhält man ja ds= 1/(4u3/4). 

Nun habe ich gelernt, dass sich das auf der rechten Seite mit dem Integral "decken" muss, damit man ds schreiben kann. 1/4 ist dabei "zu viel" und somit schreibe ich 4 vor das Integral. Es bleibt übrit 1/u3/4, doch was ersetze ich damit? Und wie kommen die s3 im Zähler zustande?

Ich habe für dich mal ein kleines Video gemacht.



Ich denke so kannst du es am besten nachvollziehen.
 Eine tolle Erklärung!!

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