6 maja 2011

Całki oznaczone część 2

Dzięki prostemu wzorowi na objętość bryły powstającej przez obrót funkcji f(x) dookoła osi OX, wyprowadzimy wzór na objętość kuli. Gdybyście mieli problem z samymi całkami, polecam artykuł całki na MegaMatmie.
Wzór na pole bryły
Zadanie 2
Oblicz objętość kuli o promieniu R.

Rozwiązanie
Równanie okręgu opisujące funkcję, którą będziemy "obracać" dookoła osi OX ma postać:
Jest to równanie okręgu o środku w początku układu współrzędnych O(0,0) i promieniu r. Przekształcamy wzór, tak by uzyskać funkcję zmiennej x.
Otrzymany wzór podstawiamy do wzoru na objętośc bryły. Jako granice całkowania przyjmujemy najbardziej wysunięte punkty okręgu: -R i R.
Pamiętajmy, że promień okręgu R jest stałą. Całkujemy kolejno składniki sumy.
Podstawiamy granice całkowania w miejsce zmiennej
Wzór na objętość kuli gotowy!



20 marca 2011

Całki oznaczone

Poprzedni wpis o całkach oznaczonych okazał się dla Was przydatny, zatem postanowiłam opublikować coś jeszcze  na temat całek. Dziś przyszedł czas na kilka zadań.
Przykład 1. Obliczmy całkę


Ponieważ funkcja podcałkowa ma postać iloczynu, narzuca się metoda całkowania przez części. Zastosujemy wzór
przyjmując
,  
wówczas
czyli
Do całki po prawej stronie zastosujemy ponownie całkowanie przez części, przyjmując we wzorze
,  
Otrzymujemy
Więcej zadań możecie znaleźć na MegaMatmie w dziale całki. Kolejne przykłady już wkrótce!

24 stycznia 2011

Niepokorny Gauss i suma ciągu arytmetycznego

Oto historia którą słyszałam wiele razy w różnych wersjach

Carl Gauss siedział znudzony na lekcji matematyki. Nietrudno wyobrazić sobie dlaczego - Gauss był nieprzeciętnym uczniem, a lekcje matematyki 300 lat temu nie były równie nudne jak dziś. A więc Gauss nudził się, przez co często wpadał w tarapaty.


Któregoś razu, kiedy Carl znów nie zajmował się lekcją, nauczyciel zdenerwował się i krzyknął:
"Gauss! Jeżeli jesteś tak potwornie znudzony lekcją, mam dla ciebie zdanie: pójdziesz do kąta i zsumujesz liczby od jednego do stu. To powinno cię zająć na jakiś czas."

Gauss poszedł do kąta, ale nie wyglądał jakby cokolwiek liczył. Nauczyciel znów krzyknął:
"Gauss! Widzę, że zdążyłeś już dodać te wszystkie liczby."
Gauss odpowiedział: "Jasne. To 5 050."



Oczywiście nauczyciel nie uwierzył, że można było to tak szybko obliczyć. Następne 10 minut spędził dodając po kolei wszystkie liczby, przyłapać ucznia na kłamstwie. Kiedy zorientował się, że Carl ma rację, pewnie i tak kazał mu zostać w kozie. Albo trzepnął go linijką za to, że był od niego sprytniejszy.
Może cała ta historyjka jest zmyślona? Kto wie...

Jak to obliczyć? Zamiast dodawać po kolei wszystkie liczby, tak jak zrobił nauczyciel (co jest koszmarnie nudne), zauważmy pewną zależność.

Liczby od 1 do 100 występują w parach, które sumują się do 101
1+100 2+99, 3+98, a na koniec 50 i 51. Jest 50 takich par.



Liczbę 50 łatwo pomnożyć przez 101 bo to 5000 + 50 = 5 050.

Ta sztuczka działa, ilekroć chcesz dodać kolejne liczby. Aby uzyskać sumę kolejnych liczb od 27 do 50 obliczamy 7 * 77 = 490 + 49 = 539.


Jeżeli mamy dodać nieparzystą ilość liczb, na przykład liczby od 2 do 6
Zamiast pełnych 3 par, liczymy 2,5 pary 2,5 * 8 = 20.

Z tego sposobu możemy skorzystać kiedy ciąg arytmetyczny ma różnicę równą 1. Dla innych ciągów liczb sytuacja jest trochę bardziej skomplikowana.

Tak czy inaczej, to całkiem przydatna zależność.