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> FMAT Integral Bee!
Crash!
mensaje Jun 17 2011, 12:36 AM
Publicado: #11


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TEX: \[I = \int\limits_0^1 {\frac{{\ln \left( x \right)}}{{\sqrt x }}dx}  = 4\int\limits_0^1 {\frac{{\ln \left( {\sqrt x } \right)}}{{2\sqrt x }}dx}  = 4\left( {\sqrt x \ln \left( {\sqrt x } \right) - \sqrt x } \right)_0^1 =  - 4\]

pido 5 minutos xd

aqui va

TEX: \[\begin{gathered}<br />  {\text{sea }}g:\mathbb{R} \to \mathbb{R}{\text{ biyectiva}}{\text{, diferenciable tal que }}g\left( 0 \right) = 0. \hfill \\<br />  f:\mathbb{R} \to \left( { - 1,1} \right){\text{ diferenciable y satisfacen que:}} \hfill \\<br />  {\text{g}}\left( x \right) = \int\limits_0^{g\left( x \right)} {{f^2}\left[ {{g^{ - 1}}\left( x \right)} \right]dx}  + f\left( x \right) \hfill \\<br />  {\text{Pruebe que:}} \hfill \\<br />  f\left( x \right) = \tanh \left( {g\left( x \right)} \right) \hfill \\ <br />\end{gathered} \]

Mensaje modificado por Crash! el Jun 17 2011, 12:40 AM


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Abu-Khalil
mensaje Jun 17 2011, 01:01 AM
Publicado: #12


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También se podían hacer

TEX: $$\int_0^\infty\frac{\cos x-1}{x^2}dx=-\int_0^\infty\int_0^1\frac{\sin(yx)}{x}dydx=-\int_0^1\int_0^\infty\frac{\sin(yx)}{x}dxdy=-\int_0^1\int_0^\infty\frac{\sin t}{t}dtdy=-\frac\pi 2.$$

TEX: $$\int_0^1\frac{\log x}{\sqrt x}dx=-\int_0^1\int_x^1\frac{dydx}{y\sqrt x}=-\int_0^1\int_0^y\frac{dxdy}{y\sqrt x}=-2\int_0^1\frac 1{\sqrt y}dy=-4.$$

aporte.gif


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Crash!
mensaje Jun 17 2011, 01:20 AM
Publicado: #13


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en verdad me he fijado que a la mayoria de las cosas que se le puede poner apellido para derivar, tambien se pueden expresar como integral doble y ocupar fubini xD


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nmg1302
mensaje Jun 17 2011, 09:50 AM
Publicado: #14


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TEX: <br />$$g(x)=\int_{0}^{g(x)} f^2(g^{-1}(x)) dx+f(x)$$<br />derivando esto<br />$$g'(x)=f^2(g^{-1}(g(x)))  g'(x)+f'(x)$$<br />$$g'(x)=f^2(x)  g'(x)+f'(x)$$<br />$$g'(x)(1-f^2(x))=f'(x)$$<br />$$g'(x)=\frac{f'(x)}{(1-f^2(x))}$$<br />(esto pues $f(x)\in (-1,1)$ )<br />$$\int g'(x)dx=\int \frac{f'(x)}{(1-f^2(x))}dx$$<br />$$g(x)=\tanh^{-1}(f(x))+C$$<br />evaluando en 0<br />$$0=g(0)=\int_{0}^{0} f^2(g^{-1}(x)) dx+f(0)\Rightarrow f(0)=0$$<br />$$0=g(0)=0+C \Rightarrow C=0$$<br />$$f(x)=\tanh(g(x))$$<br />\\<br />Prop:<br />$$\int_{0}^{1} \ln \ln(\frac 1 x ) dx$$<br />

Mensaje modificado por nmg1302 el Jun 17 2011, 10:10 AM
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master_c
mensaje Jun 17 2011, 02:39 PM
Publicado: #15





Invitado







mediante un simple cambio tenemos
TEX: $$<br />\int_0^1 {\ln \ln \frac{1}<br />{x}} dx = \int_0^{ + \infty } {e^{ - x} \ln xdx} <br />$$<br /><br />
definamos la funcion y notese que
TEX: $F\left( s \right) = \int_0^{ + \infty } {e^{ - x} x^s dx}  \Rightarrow F'\left( 0 \right) = \int_0^{ + \infty } {e^{ - x} \ln xdx}$
ahora
TEX: $$<br />F'\left( s \right) = \Gamma '\left( {s + 1} \right) = \psi \left( {s + 1} \right)\Gamma \left( {s + 1} \right) \Rightarrow F'\left( 0 \right) = \Gamma '\left( 1 \right) = \psi \left( 1 \right)\Gamma \left( 1 \right) =  - \gamma <br />$$

entonces
TEX: $$<br />\int_0^1 {\ln \ln \frac{1}<br />{x}} dx = \int_0^{ + \infty } {e^{ - x} \ln xdx}  =  - \gamma <br />$$


tambien la integral es equivalente a esta integral y es directo
TEX: $$<br /> - \int_0^{ + \infty } {\left( {\frac{1}<br />{{x + 1}} - e^{ - x} } \right)\frac{{dx}}<br />{x}}  =  - ctr\left( {\frac{1}<br />{{x + 1}}} \right) + ctr\left( {e^{ - x} } \right) =  - \left( { - \left( {\gamma  + \psi \left( 1 \right)} \right) - \left( { - \gamma  - \log 1} \right)} \right) = \psi \left( 1 \right) =  - \gamma <br />$$
TEX: $$<br />\int_0^1 {\ln \ln \left( {\frac{1}<br />{x}} \right)dx = }  - \int_0^{ + \infty } {\left( {\frac{1}<br />{{x + 1}} - e^{ - x} } \right)\frac{{dx}}<br />{x}}  = \psi \left( 1 \right) =  - \gamma <br />$$


propongo
TEX: $$<br />\int_0^{\frac{\pi }<br />{4}} {\tan x\ln \left( {\cot x} \right)} dx<br />$$

Mensaje modificado por master_c el Jun 17 2011, 03:03 PM
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「Krizalid」
mensaje Jun 17 2011, 07:00 PM
Publicado: #16


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QUOTE(master_c @ Jun 17 2011, 03:39 PM) *
propongo
TEX: $$<br />\int_0^{\frac{\pi }<br />{4}} {\tan x\ln \left( {\cot x} \right)} dx<br />$$

Okay, no es la mejor solución pero omití algunos cálculos:

TEX: $$\frac{1}{2}\int_{1}^{\infty }{\frac{1}{t}\ln \left( 1+\frac{1}{{{t}^{2}}} \right)\,dt}=\int_{1}^{\infty }{\int_{0}^{1}{\frac{du\,dt}{t\left( {{t}^{2}}+u \right)}}}=\int_{0}^{1}{\int_{1}^{\infty }{\frac{dt\,du}{t\left( {{t}^{2}}+u \right)}}}=\frac{1}{4}\int_{0}^{1}{\frac{\ln (1+u)}{u}\,du}.$$

Entonces, TEX: $$\int_{0}^{\frac{\pi }{4}}{\operatorname{tg}(x)\ln (\cot x)\,dx}=\int_{0}^{\frac{\pi }{4}}{\int_{1}^{\cot x}{\frac{\operatorname{tg}x}{t}\,dt}\,dx}=\int_{1}^{\infty }{\int_{0}^{\arccos t}{\frac{\operatorname{tg}x}{t}\,dx}\,dt}=\frac{1}{2}\int_{1}^{\infty }{\frac{1}{t}\ln \left( 1+\frac{1}{{{t}^{2}}} \right)\,dt},$$ por tanto el valor de la integral es uno ya calculado acá.

Dejo libre la opción de que alguien postee cualquier cosa, porque voy saliendo.
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nmg1302
mensaje Jun 17 2011, 07:34 PM
Publicado: #17


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otra forma podria ser
TEX: <br />\noindent con $u=\tan x$<br />$$\int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \tan \ln \left (\frac{1}{\tan x}\right ) dx=-\int_{0}^{1} \frac{u \ln u}{1+u^2}du<br />=-\frac 1 2 \int_{0}^{1} (\ln (1+u^2))' \ln u du$$<br />$$=-\frac 1 2 \left [ (\ln(1+u^2)\ln u \mid_0^1 -\int_0^1 \frac{\ln (1+u^2)}{u}du \right ]=\frac 1 2 \int_0^1 \frac{\ln (1+u^2)}{u}du$$<br />$$=\frac 1 4 \int_0^1 \frac{\ln(1+u^2)}{u^2} 2udu=\frac 1 4 \int_0^1 \frac{\ln(1+v)}{v} dv=\frac{\pi^2}{48}$$<br />
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walatoo
mensaje Jun 17 2011, 07:46 PM
Publicado: #18


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TEX: ya que Krizalid dejó libre el cupo para proponer, propongo esta: $$\displaystyle\int_{0}^{\infty}\dfrac{e^{ax}\sin(bx)}{x}dx$$

saludos tongue.gif

PD: a<0


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Estudiante de 4° año ing civil mec utfsm



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nmg1302
mensaje Jun 17 2011, 07:59 PM
Publicado: #19


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TEX: <br />$$\int_{0}^{\infty} \frac{e^{ax}\sin (bx)}{x} dx=\int_{0}^{\infty}  \mathcal L(e^{ax}\sin(bx))(s) ds<br />=\int_{0}^{\infty}  \frac{b}{(s-a)^2+b^2} ds=\arctan (\infty)- \arctan(-\frac a b)$$<br />$$=\frac \pi 2 +\arctan (\frac a b)$$<br />

TEX: <br />Prop:<br /><br />$$\int_{-\infty}^{\infty} \frac{\cos x}{e^x+e^{-x}}dx$$<br />

Mensaje modificado por nmg1302 el Jun 17 2011, 08:07 PM
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Abu-Khalil
mensaje Jun 17 2011, 08:01 PM
Publicado: #20


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TEX: \begin{equation*}\begin{aligned}<br />\int_0^\infty \frac{e^{ax}\sin(bx)}xdx&=\int_0^\infty\int_{0}^b e^{ax}\cos(yx)dydx=-\int_0^b\frac{a}{y^2+a^2}dy=-\arctan\left(\frac ba\right).<br />\end{aligned}\end{equation*}

Me ganaron ):


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