De integraal van
f (x) = 1/(ax3 + bx2 + cx + d)1/2
Trefwoorden/keywords: integraal/integral, integreren/integrate, f (x) = 1/(ax3 + bx2 + cx + d)1/2

De grafiek van f (x) = 1/(ax
3 + bx
2 + cx + d)
1/2 voor a = 2, b = −13, c = 24, d = −9 (de rode lijn),
a = 3, b = −21, c = 45, d = −27 (de groene lijn) en a = 2, b = −20, c = 64, d = −64 (de blauwe lijn)
Gegeven is dat a > 0, dus die
derdegraads vergelijking in de noemer
‘begint’ ergens linksonder (in het derde kwadrant) en ‘eindigt’ ergens rechtsboven (in het eerste kwadrant).
 a < 0 |
 a > 0 |
Verder is gegeven dat de
discriminant D nul is,
dus er zijn twee nulpunten.
Voor de duidelijkheid maak ik een grafiek van alleen de
derdegraads vergelijking.

De grafiek van f (x) = ax
3 + bx
2 + cx + d voor a = 2, b = −13, c = 24, d = −9 (de rode lijn),
a = 3, b = −21, c = 45, d = −27 (de groene lijn) en a = 2, b = −20, c = 64, d = −64 (de blauwe lijn)
Ik zal ook nog even verticaal inzoomen in de buurt van de horizontale as.

De grafiek van f (x) = ax
3 + bx
2 + cx + d voor a = 2, b = −13, c = 24, d = −9 (de rode lijn),
a = 3, b = −21, c = 45, d = −27 (de groene lijn) en a = 2, b = −20, c = 64, d = −64 (de blauwe lijn)
Om te beginnen ga ik die
derdegraads vergelijking normaliseren:
Ik stel:
Hiermee wordt de functie:
Ik haal er even een hulpvariabele bij:
De
discriminant is nul, dus er zijn twee nulpunten.
Of preciezer gezegd: twee nulpunten vallen samen en vormen een raakpunt.
Die kan ik als volgt berekenen (x
1 is het snijpunt, x
2 is het raakpunt):
Het verschil van x
2 en x
1 is:
Omdat q'' positief is, is het verschil van x
2 en x
1 ook positief.
Het raakpunt x
2 ligt dus rechts van het snijpunt x
1.
De
integraal wordt dan:
Nu ga ik het hele boeltje verschuiven zodat het raakpunt in de oorsprong komt te liggen.
Ik stel:
Hiermee wordt de
integraal:
De oplossing van de
integraal van
1/(x (ax + b)
1/2) kun je elders vinden in de
tabel met integralen (de plusmintekens verschijnen in
verband met de
absolute waarde van u):
Nu moet u uiteraard weer vervangen worden door x:
Ter controle ga ik het resultaat
differentiëren:

De grafiek van F (x) voor a = 2, b = −13, c = 24, d = −9 (de rode lijn),
a = 3, b = −21, c = 45, d = −27 (de groene lijn)
en a = 2, b = −20, c = 64, d = −64 (de blauwe lijn), C = 0