Konvergentes Integral / Uneigentliches Integral

Aufrufe: 702     Aktiv: 09.06.2020 um 09:57

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Hallo liebe Mathe Community,

ich tue mich schwer beim Lösen dieser Integralaufgabe. Hat jemand schon einmal eine ähnliche Aufgabe gelöst und kann mir Tipps zur Vorgehensweise geben ? Ebenfalls weiß ich nicht, wo ich einen Rechenfehler/Denkfehler eingebaut habe.

Aufgabe: 

Meine Idee:

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Hallo,

du hast hier einen Vorzeichenfehler

Da du vor dem Integral dadrüber ein \(- \) hast, musst du hier ein \( + \) setzen. 

Dadurch erhälst du die Gleichung

$$ \int \frac {\cos(x)} x \mathrm{d}x = \int \frac {\cos(x)} x \mathrm{d}x $$

und diese hilft uns leider nicht weiter. Die partielle Integration ist hier leider nicht zielführend. 

Tatsächlich ist diese Integral eins der Integrale die nicht gelöst werden können. Es gibt sogar eine Standardintegralfunktion für diese Funktion und diese wird Integralkosinus genannt. 

Das einzige was mir hier einfallen würde wäre die Nutzung der Taylorreihe. 

$$ \cos(x) = \sum\limits_{k=0}^\infty (-1)^k \frac {x^{2k}} {(2k)!} $$

Dann kannst du diese durch \( x \) teilen und von diesem unendlichen Polynom das Integral berechnen. Am Ende dann eine Grenzwertbetrachtung und das könnte zielführend sein. Habe es aber noch nicht durchgerechnet.

Wenn du nicht weiter kommst, melde dich gerne nochmal :)

Grüße Christian

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Hey,
das mit dem Vorzeichen ist natürlich ärgerlich. Danke für deine Mühe, ich werde es einmal mit der Taylorentwicklung versuchen.'
Liebe Grüße :)
  ─   nülle 09.06.2020 um 08:45

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Ich würde das Integral erst "nach unten" abschätzen. Wegen \( \cos(x) \ge 1 -2x/\pi \) mache eventuell eine Skizze!), kann man für das Integral I schreiben:

\( I\ge \int_0^{\pi/2} (\frac{1-2x/\pi}{x}) dx = \int_0^{\pi/2} 1/x dx - 1\)

Und nun setzt Du im Integral die untere Grenze z.B. b und zeigst, dass das Integral divergiert, das ln(0) nicht existiert.

 

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