Integraalrekening > Integreren
123456Integreren

Uitleg

Onder integreren versta je het berekenen van een integraal met behulp van primitiveren. Je maakt daarbij gebruik van de hoofdstelling van de integraalrekening, die zegt dat: `int_a^b f(x)text(d)x = F(b) - F(a)` waarin `F` een primitieve van `f` is. Let er wel op dat de functie `f` geen verticale asymptoten mag hebben op het interval `[a, b]` .
Meestal noteer je `F(b) - F(a)` als `[F(x)]_a^b` .
De kunst hierbij is natuurlijk het vinden van `F(x)` door "omgekeerd differentiëren" , door omkeren van de differentieerregels...

Bekijk de functie `f` met `f(x) = x/((1 + x^2)^3)` .
Je kunt met je GR gemakkelijk de integraal van `f` op het interval `[text(-)1, 1]` berekenen, uitkomst `0` . Verder kun je de oppervlakte berekenen van het vlakdeel `V` ingesloten door de grafiek van `f` , de `x` -as en de lijnen `x = text(-)1` en `x = 1` . Het gaat daarbij echter om benaderingen...
Wil je die oppervlakte exact bepalen, dan moet je een primitieve vinden van `f(x) = x(1 + x^2)^(text(-)3)` .
Het vinden van die primitieve kan door terugrekenen vanuit de kettingregel. Je moet dan herkennen, dat `x = 1/2 * 2x` en dat `2x` de afgeleide is van `g(x) = 1 + x^2` .
Dus is `x(1 + x^2)^(text(-)3) = 1/2 (g(x))^(text(-)3) * g'(x)` en is een primitieve `F(x) = 1/2 * text(-)1/2 (g(x))^(text(-)2)` .
De oppervlakte van `V` is: `2 * int_0^1 x/((1 + x^2)^3) text(d)x = 2 * [text(-)1/4 (1 + x^2)^(text(-)2)]_0^1 = 3/8` .

Opgave 1

In de Uitleg wordt de hoofdstelling van de integraalrekening genoemd, maar niet bewezen. Een volledig bewijs hiervan valt ook buiten de leerstof voor het vwo. Maar enige toelichting is wel mogelijk.
Je weet uit het voorgaande onderdeel dat als `F(x) = int_a^x f(t) text(d)t` geldt `F'(x) = f(x)` . Dat dit alleen opgaat voor mooie brave functies (aaneengesloten grafieken zonder verticale asymptoten) is niet ter sprake gekomen.

a

Waarom moet `F(a) = 0` ?

b

Leg uit waarom `int_a^b f(t) text(d)t = F(b)-F(a)` .

c

Bereken met behulp van de hoofdstelling voor de integraalrekening `int_(text(-)1)^1 x^2 text(d)x` .

d

Welk probleem doet zich voor als je `int_(text(-)1)^1 1/(x^2) text(d)x` wilt berekenen? Wat doet je grafische rekenmachine hiermee?

Opgave 2

Bestudeer hoe in de Uitleg `int_0^1 x/((1 + x^2)^3) text(d)x` wordt berekend door primitiveren.

a

Controleer de gevonden primitieve door differentiëren.

b

Bereken op dezelfde manier `int_0^1 6x(1 + x^2)^3 text(d)x` .

verder | terug