De integraal van
f (x) = xp eax

Trefwoorden/keywords: integraal/integral, integreren/integrate, f (x) = xp eax
Vergelijking
Grafiek
De grafiek van f (x) = xp eax voor p = 1 (de rode lijn),
p = 2 (de groene lijn) en p = 4 (de blauwe lijn), a = 1
Voor het integreren van deze functie ga ik gebruik maken van partieel integreren:
Vergelijking
De integraal wordt dan:
Vergelijking
En zo kan ik door blijven gaan totdat ik bij de laatste integraal kom:
Vergelijking
En dat is tenslotte als volgt op te schrijven:
Vergelijking
Ter controle ga ik het resultaat differentiëren:
Vergelijking
Grafiek
De grafiek van F (x) voor p = 1 (de rode lijn),
p = 2 (de groene lijn) en p = 4 (de blauwe lijn), a = 1, c = 0
Taylor
Taylor

Een belangrijke kanttekening is hier op zijn plaats, want dit werkt alleen indien p een geheel getal is. Als dat niet het geval is dan is deze functie in deze vorm niet te integreren en dan wenden we ons tot reeksontwikkeling. In de tabel met Taylor-reeksen vinden we:

Vergelijking

De integraal wordt dan:
Vergelijking
Ter controle ga ik ook dit resultaat differentiëren:
Vergelijking
Grafiek
De grafiek van F (x) voor p = 1 (de rode lijn),
p = 2 (de groene lijn) en p = 4 (de blauwe lijn), a = 1, c = 0,
50 termen meegenomen
Merk op dat beide oplossingen niet identiek zijn, maar een constante verschillen. Voor x = 0 is de eerste oplossing:
Vergelijking
Voor x = 0 is de tweede oplossing:
Vergelijking
Het verschil tussen beide is een constante:
Vergelijking