אינטגרל של פונקציות שבר המובילות ללוגריתם

הבנת כלל האינטגרציה החשוב שבו שבר מהצורה f'xf(x)\frac{x}{f}(x) הופך ללוגריתם טבעי ln|f(x)f(x)|.

אינטגרל שברי המוביל לפונקציית לוגריתם 🧮

הבנת כלל האינטגרציה החשוב שבו שבר מהצורה f'xf(x)\frac{x}{f}(x) הופך ללוגריתם טבעי ln|f(x)f(x)|.


⚠️ לפני שמתחילים, ודאו שאתם שולטים ב:

הסבר מפורט

כאשר למדנו אינטגרל של פונקציית חזקה xndx\int x^n dx, ציינו שהנוסחה נכונה רק עבור n1n \neq -1. מה קורה כאשר אנו צריכים לעשות אינטגרל לביטוי 1x\frac{1}{x} (שהוא x1x^{-1})?

פעולה הפוכה לנגזרת של lnx\ln x (שהיא 1x\frac{1}{x}) מראה לנו ש:
1xdx=lnx+C\int \frac{1}{x} dx = \ln|x| + C

הכלל המורחב (הכי חשוב לבגרות 44 ו5-5 יח"ל):


אם יש לנו שבר שבו המונה הוא בדיוק הנגזרת של המכנה (או כפולה שלה), האינטגרל שלו יהיה לוגריתם טבעי של המכנה בערך מוחלט:
f(x)f(x)dx=lnf(x)+C\int \frac{f'(x)}{f(x)} dx = \ln|f(x)| + C

דוגמה מפורטת:


חשבו את האינטגרל הבא:
2xx2+3dx\int \frac{2x}{x^2 + 3} dx

פתרון:
נבחן את המכנה והמונה:

  • המכנה הוא f(x)=x2+3f(x) = x^2 + 3.

  • הנגזרת של המכנה היא f(x)=2xf'(x) = 2x, שזה בדיוק מה שכתוב במונה!



לפי הכלל המורחב, האינטגרל הוא מיידי:
2xx2+3dx=ln(x2+3)+C\int \frac{2x}{x^2 + 3} dx = \ln(x^2 + 3) + C
(אין צורך בערך מוחלט במקרה זה כיוון ש-x2+3x^2 + 3 הוא תמיד חיובי).
1

חשבו את האינטגרל הבא: 12x5dx\int \frac{1}{2x - 5} dx (שימו לב: המונה הוא 11, נדרש כפל וחילוק במקדם כדי להגיע לנגזרת המדויקת 22).

2

חשבו את האינטגרל המסוים הבא: 123xdx\int_{1}^{2} \frac{3}{x} dx.

נתקעת בנושא? בואו נפתור את זה ביחד 💪

שלחו הודעה בוואטסאפ ונתחיל שיעור ניסיון – עם הקלטה, תרגול ומענה 24/7

שלחו הודעה בוואטסאפ