Udowodnij, że całka

Całkowalność. Metody i obliczanie całek oznaczonych i nieoznaczonych. Pole pod wykresem. Równania i nierówności z wykorzystaniem rachunku całkowego. Wielowymiarowa całka Riemanna - w tym pola i objętości figur przestrzennych.
Awatar użytkownika
Niepokonana
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1548
Rejestracja: 4 sie 2019, o 11:12
Płeć: Kobieta
Lokalizacja: Polska
Podziękował: 337 razy
Pomógł: 20 razy

Udowodnij, że całka

Post autor: Niepokonana »

Proszę pomóżcie, bo ja nie umiem i nie rozumiem jak to zrobić. Oczywiście proszę o pomoc w stylu formalnym.
\(\displaystyle{ f(x)}\) jest ciągła na przedziale \(\displaystyle{ [0,1]}\). Udowodnij, że:
\(\displaystyle{ \int_{0}^{\pi} x f(\sin x) dx = \pi \int_{0}^{ \frac{\pi }{2} } f(\sin x) dx}\)
a4karo
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 22203
Rejestracja: 15 maja 2011, o 20:55
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Bydgoszcz
Podziękował: 38 razy
Pomógł: 3753 razy

Re: Udowodnij, że całka

Post autor: a4karo »

Rozbij lewą całkę na zimę dwóch i w drugiej zamień zmienną `x=\pi-t`
Awatar użytkownika
Janusz Tracz
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 4065
Rejestracja: 13 sie 2016, o 15:01
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: hrubielowo
Podziękował: 80 razy
Pomógł: 1392 razy

Re: Udowodnij, że całka

Post autor: Janusz Tracz »

Albo zauważ, że zachodzi ogólniejsza własność:
Kotek.PNG
zatem
\(\displaystyle{ \int_{a}^{b} g(x)\, \dd x = \frac{1}{2} \int_{a}^{b} g(x) + g(a+b-x)\, \dd x}\)
Wstaw \(\displaystyle{ g(x)=xf(\sin x)}\), granica całkowania jak trzeba i może się uda.
Awatar użytkownika
Niepokonana
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1548
Rejestracja: 4 sie 2019, o 11:12
Płeć: Kobieta
Lokalizacja: Polska
Podziękował: 337 razy
Pomógł: 20 razy

Re: Udowodnij, że całka

Post autor: Niepokonana »

A dobra dzięki a4karo.
Dzięki Janusz, ale to w ogóle nie jest formalne i nie wiem, co to jest. Przedział w złą stronę i w ogóle ja nie rozumiem, co narysowałeś.
a4karo
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 22203
Rejestracja: 15 maja 2011, o 20:55
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Bydgoszcz
Podziękował: 38 razy
Pomógł: 3753 razy

Re: Udowodnij, że całka

Post autor: a4karo »

JanuszoTraczowy sposób polega na zauważeniu takiego prostego faktu: jeżeli `x` przebiega przedział `[a,b]` od `a` do `b`, to `a+b-x` przebiega tenże przedział od `b` do `a`. Stad wniosek, że wykres funkcji `g(x)=f(a+b-x)` jest lustrzanym odbiciem wykresu funkcji `f(x)` względem prostej `x=(a+b)/2`. W szczególności całka z `f` jest taka sama jak całka z `g`.


Zadanie jest szczególnym przypadkiem takiego stwierdzenia: mamy dwie funkcje `h,g:[a,b]\to\RR`. Jeżeli dla pewnego `A` funkcja `h(x)-A` jest nieparzysta względem środka przedziału, a `g` jest parzysta względem środka, to
\(\displaystyle{ \int_a^b h(x)g(x)dx=A\int_a^b g(x)dx}\).
Dowód tego jest banalny: iloczyn funkcji nieparzystej i parzystej (względem środka przedziału) jest nieparzysty, więc
\(\displaystyle{ 0=\int_a^b(h(x)-A)g(x)dx=\int_a^bf(x)g(x)dx - A\int_a^bg(x)dx.}\)

Z parzystości funkcji `g` wynika zaś, że `\int_a^b g(x)dx=2\int_a^{(a+b)/2} g(x)dx=2\int_{(a+b)/2}^bg(x)dx`

No i teraz wystarczy zauważyć, że funkcja `x-\pi/2` jest nieparzysta względem `\pi/2`, a funkcja `f(\sin x)` jest parzysta względem tegoż.
ODPOWIEDZ