به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
703 بازدید
در دانشگاه توسط kazomano (2,561 امتیاز)

انتگرال زیر را محاسبه کنید

$ \int_0^1 x^{x}dx $

1 پاسخ

+2 امتیاز
توسط کیوان عباس زاده (3,110 امتیاز)
انتخاب شده توسط kazomano
 
بهترین پاسخ
$$\begin{align}x^x&=e^{ln(x^x)}\\ &=e^{x\ ln\ x}\\ &=1+x\ ln\ x\ +\frac{1}{2!}\ (x\ ln\ x)^2\ +\frac{1}{3!}(x\ ln\ x)^3\ + ...\\ &=1+x\ ln\ x\ +\frac{1}{2!}\ x^2\ ( ln\ x)^2\ +\frac{1}{3!}x^3\ (ln\ x)^3\ + ... \end{align} $$

پس : $$\begin{align} \int_0^1 x^x\ dx&=\int_{0}^1(1+x\ ln\ x\ +\frac{1}{2!}\ x^2\ (ln\ x)^2\ +\frac{1}{3!}x^3\ (ln\ x)^3\ + ...)\ dx\\ \end{align} $$

حال برای محاسبه انتگرال های بالا از فرمول زیر استفاده می کنیم :

$$ \int_{0}^1\ x^{m}\ (ln\ x)^n\ dx=(-1)^n\frac{n!}{(m+1)^{n+1}}$$ داریم : $$\int_0^1 x^x\ dx=1-\frac{1}{(1+1)^2}+\frac{1}{(2 +1)^3}-\frac{1}{(3+1)^4}+...$$ پس : $$\int_0^1 x^x\ dx=1-\frac{1}{2^2}+\frac{1}{3^3}-\frac{1}{4^4}+...$$

یکی از اولین و بهترین وظایف معلم این نیست که به شاگردانش این احساس را القا کند که مسائل ریاضی ارتباط کمی با یکدیگر دارند و اصلا هیچ ارتباطی با چیزی دیگ ندارند. هنگامی که دوباره به راه حل مساله نگاه می کنیم از موقعیتی طبیعی برای تحقیق در مورد ارتباط های بین یک مساله برخوردار می شویم.
...