De integraal van
f (x) = sin (ax)/x

Trefwoorden/keywords: integraal/integral, integreren/integrate, f (x) = sin (ax)/x
Vergelijking
Grafiek
De grafiek van f (x) = sin (ax)/x voor a = 1 (de rode lijn),
a = 2 (de groene lijn) en a = 3 (de blauwe lijn)
Dirichlet
Dirichlet

Deze integraal staat in de boeken als de Dirichlet-integraal.

Taylor
Taylor

Deze functie is in deze vorm niet te integreren en daarom wenden we ons tot reeksontwikkeling. In de tabel met Taylor-reeksen vinden we:

Vergelijking

De integraal wordt dan:
Vergelijking
Ter controle ga ik het resultaat differentiëren:
Vergelijking
Om te voorkomen dat je tegen de grenzen van je rekenprogramma aanloopt is het wel handig om niet iedere term opnieuw te berekenen, maar ten opzichte van de voorgaande term:
Vergelijking
Het is belangrijk om te kijken naar de convergentie van deze reeks, want indien de reeks divergeert dan hebben we er niets aan. De belangrijkste voorwaarde voor convergentie is indien de termen uitdoven als het ware, dus als een term voor grote waarden van n kleiner is dan de voorgaande term (in absolute waarden gesproken uiteraard):
Vergelijking
Voor deze reeks ziet dat er als volgt uit:
Vergelijking
Deze reeks convergeert dus altijd, maar daar hoort wel een kanttekening bij. Het uitdoven van de termen begint namelijk pas wanneer 2n > | ax |, oftewel n > | ax/2 |. Voor grote waarden van | x | kan het dus gebeuren dat er heel wat termen meegenomen moeten worden.
Grafiek
De grafiek van F (x) voor a = 1 (de rode lijn),
a = 2 (de groene lijn) en a = 3 (de blauwe lijn), c = 0,
100 termen meegenomen