به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
0 امتیاز
311 بازدید
در دانشگاه توسط mansour (784 امتیاز)

مطلوب است اثبات انتگرال معین زیر:

$ \int _0^A \{ \sqrt{x} \} dx= \frac{n(3n+1)}{6}+ \frac{2}{3} ( A^{ \frac{3}{2} } - n^{3} )-n(A- n^{2}) $

توسط قاسم شبرنگ (4,161 امتیاز)
سلام.
لطفن {} و n را تعریف کنید

1 پاسخ

+1 امتیاز
توسط قاسم شبرنگ (4,161 امتیاز)
انتخاب شده توسط mansour
 
بهترین پاسخ

حل:

دامنۀ تابع $[0,+ \infty )$ است. حالا فرض کنید $n$ کوچکترین عدد حسابی باشد که $n^2 \leq A<(n+1)^2$.این عدد موجود و منحصر بفرد است.(چرا؟). حالا توجه کنید که اگر $0 \leq k \leq n-1$ و $k^2 \leq x<(k+1)^2$ آنگاه:

$k \leq \sqrt{x} <k+1 \Rightarrow [ \sqrt{x} ]=k \Rightarrow ${$\sqrt{x}$}$=x-[ \sqrt{x} ]=\sqrt{x}-k$

$ \Rightarrow \int_0^A${$ \sqrt{x} $}$ dx= \int_0^A\sqrt{x} -[ \sqrt{x}])dx= \int_0^A\sqrt{x}dx-\int_0^A[ \sqrt{x}])dx$

$$= \frac{2}{3} x \sqrt{x} |_0^A-\sum_{k=0}^{n-1}\int_{k^2}^{(k+1)^2}[ \sqrt{x}]dx+\int_{n^2}^A[ \sqrt{x} ]dx$$

$$=\frac{2}{3}A\sqrt{A}-\sum_{k=0}^{n-1}(kx)|_{k^2}^{(k+1)^2}-(nx)|_{n^2}^A$$

$$=\frac{2}{3}A\sqrt{A}-\sum_{k=0}^{n-1}(k(k+1)^2-k^3)-nA+n^3$$

$$=\frac{2}{3}A\sqrt{A}-\sum_{k=0}^{n-1}(2k^2+k)-nA+n^3$$

$$=\frac{2}{3}A\sqrt{A}-2\sum_{k=0}^{n-1}k^2-\sum_{k=0}^{n-1}k-nA+n^3$$

$$=\frac{2}{3}A\sqrt{A}-2 \frac{(n-1)n(2n-1)}{6}- \frac{n(n-1)}{2}-nA+n^3$$

$$=\frac{2}{3}A\sqrt{A}- \frac{1}{6}n(n-1)(4n+1)-nA+n^3$$

$$=\frac{2}{3}(A\sqrt{A}-n^3)+ \frac{2}{3} n^3- \frac{1}{6}n(n-1)(4n+1)-n(A-n^2)$$

$$=-\frac{1}{6}n(4n^2-(n-1)(4n+1))+\frac{2}{3}(A\sqrt{A}-n^3)-n(A-n^2)$$

$$=-\frac{1}{6}n(4n^2-4n^2-3n-1)+\frac{2}{3}(A\sqrt{A}-n^3)-n(A-n^2)$$

$$= \frac{n(3n+1)}{6} +\frac{2}{3}(A\sqrt{A}-n^3)-n(A-n^2)$$

$ \Box $

ریاضیدان، کسی است که شباهت ها را بین قضایا دریابد. ریاضیدان بهتر کسی است که بتواند شباهت بین برهان ها را ببیند. بهترین ریاضیدان کسی است که بتواند به شباهت بین نظریه ها توجه کند. و می توان تصور کرد که ریاضیدان نهایی کسی است که بتواند شباهت بین شباهت ها را مشاهده کند.
...