|
|
Convergeren of Divergeren? |
©
h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl) |
|
|
|
|
|
Soms wil je van oneigenlijke
integralen niet eens zozeer weten wat er nou uitkomt, maar gaat het je
er vooral om óf er een getal uitkomt of dat de integraal divergeert (=
oneindig groot wordt).
Nou, daar is een testje voor.....
Dat maakt gebruik van de volgende stelling: |
|
|
|
|
Als op interval [p ,
∞〉
geldt dat f
≥
g
≥ 0,
dan geldt: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Oké, normaal Nederlands dan maar
weer?
|
1. |
Als f
boven g ligt en de oppervlakte van f gaat naar een
constant getal dan kan de oppervlakte van g niet oneindig worden.
|
2. |
Als g onder
f ligt en g wordt oneindig groot, dan moet f ook
wel oneindig groot worden. |
|
|
|
|
Zo klinkt het toch
een stuk gemakkelijker, vind je niet?
Voorbeelden en Toepassingen. |
|
|
|
|
|
Het is van tevoren
wel handig om in te schatten welk van beiden je nou wilt bewijzen.
Als je denkt dat de integraal divergeert moet je een functie vinden die
kleiner is dan f(x) en die ook divergeert
Als je denkt dat de integraal convergeert moet je een functie vinden die
groter is dan f(x) en die ook convergeert.
Kortom: ......wat denk je....???
Nou lijkt het me hier dat die cosx nooit zo heel groot kan
worden, en die x wél, dus ik zou gaan voor convergeren.
Als jij dat ook vindt, dan moeten we nu een functie vinden die groter is
dan deze en die ook convergeert (geval 1).
Dat is gelukkig niet zo moeilijk, want cosx zit altijd tussen 1
en -1.
Dus cos2x is altijd kleiner dan 1.
Dan is cos²x/x²
altijd kleiner dan 1/x2
en omdat die laatste convergeert doet die eerste
dat ook. |
|
|
|
|
|
Eerst maar weer
gokken welk van de twee je wilt bewijzen.
Gezien het feit dat zo'n ex wel erg snel erg groot
wordt zet ik mijn geld op convergeren.
Dus zoeken we weer een grotere functie die óók convergeert.
Als je een breuk groter wilt maken, dan kun je dat doen door de noemer
kleiner te maken.
Dan zie ik twee mogelijkheden om de noemer van die breuk onder de
integraal kleiner te maken: |
|
|
|
|
|
|
(dat zie je doordat
de primitieve van e-x gelijk is aan -e-x
en als je nu ∞ invult gaat dat naar nul.
De primitieve van 1/x daarentegen is lnx
en dat gaat nog steeds naar oneindig als x naar oneindig gaat). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|