Değişken değiştirme (yerine koyma) yöntemi integrali alınan ifadeyi sadeleştirmemizi ve integrali daha kolay alınabilir bir forma dönüştürmemizi sağlayan bir yöntemdir. Bu yöntem türevde kullandığımız zincir kuralının tersi olarak da düşünülebilir.
Örnek olarak aşağıdaki gibi integral ifadesini alalım.
\( \displaystyle\int {6x^2 \cdot \cos(2x^3)\ dx} \)
Bu ifadenin integrali ilk bakışta kolay alınabilir gibi gözükmese de, dikkatli incelediğimizde integrali alınan ifadenin türevde gördüğümüz zincir kuralı ile türevi alınmış bir ifade olduğunu görebiliriz.
\( (\sin(2x^3))' = \cos(2x^3) \cdot (2x^3)' \) \( = 6x^2 \cdot \cos(2x^3) \)
\( \displaystyle\int {\underbrace{6x^2}_{(2x^3)'} \cdot \underbrace{\cos(2x^3)}_{(\sin(2x^3))'}\ dx} \)
Dolayısıyla verilen ifadenin integralini aşağıdaki şekilde buluruz.
\( \displaystyle\int {6x^2 \cdot \cos(2x^3)\ dx} = \sin(2x^3) + C \)
Buna göre integralini almak istediğimiz ifadenin zincir kuralı ile türevi alınmış bir ifade olduğunu belirleyebiliyorsak değişken değiştirme yöntemi ile bu işlemi tersine çevirerek ifadenin integralini alabiliriz.
Değişken değiştirme yönteminde bir ifadeye aşağıdaki dönüşümler uygulandığında ifade \( u \) değişkeni cinsinden daha sade bir ifadeye dönüşür.
\( f \) fonksiyonu \( u \) fonksiyonunun görüntü kümesinde sürekli olmak üzere,
\( \displaystyle\int {f(g(x)) \cdot g'(x)\ dx} \)
integralinde aşağıdaki değişken değiştirmeleri yaparsak,
\( u = g(x), \quad du = g'(x)\ dx \)
aşağıdaki integrali elde ederiz.
\( \displaystyle\int {f(u)\ du} \)
Belirsiz integrale değişken değiştirme yönteminin uygulanmasında aşağıdaki adımlar takip edilir.
Belirsiz integrale değişken değiştirme yönteminin uygulanmasında aşağıdaki adımlar takip edilir.
\( \displaystyle\int {(2x^5 - 4x^3)^8(10x^4 - 12x^2)\ dx} \) ifadesinin integralini bulalım.
Birinci parantez içine değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 2x^5 - 4x^3 \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = (10x^4 - 12x^2)\ dx \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( \displaystyle\int {u^8\ du} \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{1}{9}u^9 + C \)
İfadede \( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazdığımızda verilen ifadenin integralini bulmuş oluruz.
\( = \dfrac{1}{9}(2x^5 - 4x^3)^9 + C \)
Bu ifadenin türevini aldığımızda integrali alınan ifadeyi elde edip etmeyeceğimizi kontrol edelim.
\( (\dfrac{1}{9}(2x^5 - 4x^3)^9 + C)' \) \( = \dfrac{9}{9}(2x^5 - 4x^3)^8(2x^5 - 4x^3)' \)
\( = (2x^5 - 4x^3)^8(10x^4 - 12x^2) \)
\( \displaystyle\int {x\sqrt{5x^2 + 3}\ dx} \) ifadesinin integralini bulalım.
Kök içindeki ifadeye değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 5x^2 + 3 \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = 10x\ dx, \)
\( \Longrightarrow x\ dx = \dfrac{du}{10} \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( \displaystyle\int {\dfrac{1}{10}\sqrt{u}\ du} \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{2}{10 \cdot 3}u^{\frac{3}{2}} + C = \dfrac{1}{15}\sqrt{u^3} + C \)
İfadede \( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazdığımızda verilen ifadenin integralini bulmuş oluruz.
\( = \dfrac{1}{15}\sqrt{(5x^2 + 3)^3} + C \)
Bu ifadenin türevini aldığımızda integrali alınan ifadeyi elde edip etmeyeceğimizi kontrol edelim.
\( (\dfrac{1}{15}\sqrt{(5x^2 + 3)^3} + C)' \) \( = \dfrac{3}{30}\sqrt{5x^2 + 3} \cdot (5x^2 + 3)' \)
\( = \dfrac{1}{10}\sqrt{5x^2 + 3} \cdot 10x = x\sqrt{5x^2 + 3} \)
Bu yöntem kullanılırken öncelikli olarak aşağıdaki ifadeler için değişken değiştirme uygulanması önerilir. Bu genel yaklaşım ifadeyi integrali alınabilir bir forma getirmezse farklı şekillerde değişken değiştirme denenebilir.
İfade | Örnek | Değişken |
---|---|---|
Üssü reel sayı olan üslü ifadelerde taban | \( \int {x(3x^2 - 4)^5\ dx} \) | \( u = 3x^2 - 4 \) |
Kök içindeki ifade | \( \int {x\sqrt{3x^2 - 4}\ dx} \) | \( u = 3x^2 - 4 \) |
Rasyonel bir ifadede payda | \( \int {\dfrac{x}{3x^2 - 4}\ dx} \) | \( u = 3x^2 - 4 \) |
Trigonometrik fonksiyonlarda parantez içi | \( \int {x\sin(3x^2 - 4)\ dx} \) | \( u = 3x^2 - 4 \) |
Üstel ifadelerde üs | \( \int {xe^{3x^2 - 4}\ dx} \) | \( u = 3x^2 - 4 \) |
Bileşke fonksiyonlarda içteki fonksiyon | \( \int {xf'(3x^2 - 4)\ dx} \) | \( u = 3x^2 - 4 \) |
Belirsiz integralde kullandığımız değişken değiştirme yöntemini belirli integrale iki değişiklikle uygulayabiliriz.
Orijinal ifadedeki sınır değerleri,
\( x_1 = a, \quad x_2 = b \) iken,
\( u = g(x) \) dönüşümü sonrasında sınır değerleri,
\( u_1 = g(a), \quad u_2 = g(b) \) olur.
\( \displaystyle\int_a^b {f(g(x)) \cdot g'(x)\ dx} \) \( = \displaystyle\int_{g(a)}^{g(b)} {f(u) \cdot u'\ du} \)
\( \displaystyle\int_0^4 {\dfrac{x}{\sqrt{x^2 + 9}}\ dx} \) ifadesinin değerini bulalım.
Kök içindeki ifadeye değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = x^2 + 9 \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = 2x\ dx, \quad dx = \dfrac{du}{2x} \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( \displaystyle\int_{x = 0}^{x = 4} {\dfrac{1}{2\sqrt{u}}\ du} \)
Sınır değerlerini \( u \) cinsinden yazalım.
\( u(0) = 0^2 + 9 = 9 \)
\( u(4) = 4^2 + 9 = 25 \)
\( \displaystyle\int_{u = 9}^{u = 25} {\dfrac{1}{2\sqrt{u}}\ du} \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = \sqrt{u} |_9^{25} \)
\( = \sqrt{25} - \sqrt{9} = 5 - 3 = 2 \)
Aşağıdaki integralleri hesaplayınız.
(a) \( \displaystyle\int {(2x + 3)^2\ dx} \)
(b) \( \displaystyle\int {18(3x + 1)^5\ dx} \)
(c) \( \displaystyle\int {15(9x + 1)^9\ dx} \)
Çözümü Göster(a) seçeneği:
\( \displaystyle\int {(2x + 3)^2\ dx} \)
Üssü alınan ifadeye değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 2x + 3 \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = 2\ dx \)
\( \Longrightarrow \dfrac{du}{2} = dx \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( = \displaystyle\int {u^2\ \frac{du}{2}} = \dfrac{1}{2}\displaystyle\int {u^2\ du} \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{1}{2} \cdot \dfrac{u^3}{3} + C \)
\( = \dfrac{u^3}{6} + C \)
İfadede \( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazdığımızda verilen ifadenin integralini buluruz.
\( = \dfrac{(2x + 3)^3}{6} + C \)
(b) seçeneği:
\( \displaystyle\int {18(3x + 1)^5\ dx} \)
Üssü alınan ifadeye değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 3x + 1 \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = 3\ dx \)
\( \Longrightarrow \dfrac{du}{3} = dx \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( = \displaystyle\int {18u^5\ \frac{du}{3}} = 6\displaystyle\int {u^5\ du} \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = 6 \cdot \dfrac{u^{6}}{6} + C \)
\( = u^6 + C \)
İfadede \( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazdığımızda verilen ifadenin integralini buluruz.
\( = (3x + 1)^6 + C \)
(c) seçeneği:
\( \displaystyle\int {15(9x + 1)^9\ dx} \)
Üssü alınan ifadeye değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 9x + 1 \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = 9\ dx \)
\( \Longrightarrow \dfrac{du}{9} = dx \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( = \displaystyle\int {15u^9\ \frac{du}{9}} = \dfrac{5}{3}\displaystyle\int {u^9\ du} \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{5}{3} \cdot \dfrac{u^{10}}{10} + C \)
\( = \dfrac{u^{10}}{6} + C \)
İfadede \( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazdığımızda verilen ifadenin integralini buluruz.
\( = \dfrac{(9x + 1)^{10}}{6} + C \)
Aşağıdaki integralleri hesaplayınız.
(a) \( \displaystyle\int {\dfrac{2}{\sqrt{10x + 3}}\ dx} \)
(b) \( \displaystyle\int {\dfrac{80}{\sqrt{(1 - 4x)^3}}\ dx} \)
(c) \( \displaystyle\int {14\sqrt[5]{(4 - \frac{1}{2}x)^4}\ dx} \)
Çözümü Göster(a) seçeneği:
\( \displaystyle\int {\dfrac{2}{\sqrt{10x + 3}}\ dx} \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 10x + 3 \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = 10\ dx \)
\( \Longrightarrow \dfrac{du}{10} = dx \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( \displaystyle\int {\dfrac{2}{\sqrt{u}} \cdot\ \frac{du}{10}} = \frac{1}{5}\displaystyle\int {u^{-\frac{1}{2}}\ du} \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{1}{5} \cdot \dfrac{u^{\frac{1}{2}}}{\frac{1}{2}} + C \)
\( = \dfrac{2\sqrt{u}}{5} + C \)
İfadede \( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazdığımızda verilen ifadenin integralini buluruz.
\( = \dfrac{2\sqrt{10x + 3}}{5} + C \)
(b) seçeneği:
\( \displaystyle\int {\dfrac{80}{\sqrt{(1 - 4x)^3}}\ dx} \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 1 - 4x \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = -4\ dx \)
\( \Longrightarrow -\dfrac{du}{4} = dx \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( = \displaystyle\int {\dfrac{80}{\sqrt{u^3}} \cdot \dfrac{-du}{4}} = -20\displaystyle\int {u^{-\frac{3}{2}}\ du} \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = -20 \cdot \dfrac{u^{-\frac{1}{2}}}{-\frac{1}{2}} + C \)
\( = \dfrac{40}{\sqrt{u}} + C \)
İfadede \( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazdığımızda verilen ifadenin integralini buluruz.
\( = \dfrac{40}{\sqrt{1 - 4x}} + C \)
(c) seçeneği:
\( \displaystyle\int {14\sqrt[5]{(4 - \frac{1}{2}x)^4}\ dx} \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 4 - \dfrac{1}{2}x \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = -\dfrac{1}{2}\ dx \)
\( \Longrightarrow -2\ du = dx \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( = 14\displaystyle\int {\sqrt[5]{u^4}\ (-2du)} = -28\displaystyle\int {u^{\frac{4}{5}}\ du} \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = -28 \cdot \dfrac{u^{\frac{9}{5}}}{\frac{9}{5}} + C \)
\( = -\dfrac{140\sqrt[5]{u^9}}{9} + C \)
İfadede \( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazdığımızda verilen ifadenin integralini buluruz.
\( = -\dfrac{140\sqrt[5]{(4 - \frac{1}{2}x)^9}}{9} + C \)
\( \displaystyle\int {e^x\sqrt{e^x}\ dx} \) ifadesinin integrali nedir?
Çözümü Göster\( \displaystyle\int {e^x\sqrt{e^x}\ dx} = \displaystyle\int {e^xe^{\frac{x}{2}}\ dx} \)
\( = \displaystyle\int {e^{\frac{3x}{2}}\ dx} \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{2}{3}e^{\frac{3x}{2}} + C \)
\( = \dfrac{2}{3}\sqrt{e^{3x}} + C \)
\( \displaystyle\int_0^1 (7x^2 - 5x + 3)^2(14x - 5)\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 7x^2 - 5x + 3 \)
\( du = (14x - 5)\ dx \)
\( u \) değişkeni için integralin sınır değerlerini bulalım.
\( u(0) = 7(0)^2 - 5(0) + 3 = 3 \)
\( u(1) = 7(1)^2 - 5(1) + 3 = 5 \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int_0^1 (7x^2 - 5x + 3)^2(14x - 5)\ dx \) \( = \displaystyle\int_3^5 u^2\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{u^3}{3}|_3^5 \)
\( = \dfrac{5^3}{3} - \dfrac{3^3}{3} = \dfrac{98}{3} \) bulunur.
\( \displaystyle\int (e^{3x} + 3x^2)^2(e^{3x} + 2x)\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = e^{3x} + 3x^2 \)
\( du = (3e^{3x} + 6x)\ dx \)
\( \Longrightarrow (e^{3x} + 2x)\ dx = \dfrac{1}{3}\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int (e^{3x} + 3x^2)^2(e^{3x} + 2x)\ dx \) \( = \displaystyle\int \dfrac{1}{3}u^2\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{u^3}{9} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \dfrac{(e^{3x} + 3x^2)^3}{9} + C \)
\( \displaystyle\int {\dfrac{4x}{(x^2 - 1)^3}\ dx} \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = x^2 - 1 \)
\( du = 2x\ dx \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int {\dfrac{4x}{(x^2 - 1)^3}\ dx} = \displaystyle\int {\dfrac{2}{u^3}\ du} \)
\( = \displaystyle\int {2u^{-3}\ du} \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{2u^{-2}}{-2} + C \)
\( = -\dfrac{1}{u^2} + C \)
\( u \) değişkenlerini tekrar \( x \) cinsinden yazalım.
\( = -\dfrac{1}{(x^2 - 1)^2} + C \)
\( \displaystyle\int {\dfrac{(2\sqrt{x} + 4)^5}{\sqrt{x}}\ dx} \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 2\sqrt{x} + 4 \)
\( du = \dfrac{1}{\sqrt{x}}\ dx \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int {u^5\ du} \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{u^6}{6} + C \)
\( u \) değişkenlerini tekrar \( x \) cinsinden yazalım.
\( = \dfrac{(2\sqrt{x} + 4)^6}{6} + C \)
\( \displaystyle\int_{\frac{1}{3}}^{\frac{2}{3}} 6x(3x^2 - \dfrac{1}{3})^5\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 3x^2 - \dfrac{1}{3} \)
\( du = 6x\ dx \)
\( u \) değişkeni için integralin sınır değerlerini bulalım.
\( u(\frac{1}{3}) = 3(\frac{1}{3})^2 - \dfrac{1}{3} = 0 \)
\( u(\frac{2}{3}) = 3(\frac{2}{3})^2 - \dfrac{1}{3} = 1 \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int_{\frac{1}{3}}^{\frac{2}{3}} 6x(3x^2 - \dfrac{1}{3})^5\ dx \)
\( = \displaystyle\int_0^1 u^5\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{u^6}{6}|_0^1 \)
\( = \dfrac{1^6}{6} - \dfrac{0^6}{6} \)
\( = \dfrac{1}{6} \) bulunur.
Aşağıdaki integralleri hesaplayınız.
(a) \( \displaystyle\int {\dfrac{\cos{\sqrt{x}}}{2\sqrt{x}}\ dx} \)
(b) \( \displaystyle\int {\dfrac{\cos{x}}{\sqrt{\sin^5{x}}}\ dx} \)
(c) \( \displaystyle\int {\cos{x}\sqrt{\sin^3{x}}\ dx} \)
Çözümü Göster(a) seçeneği:
\( \displaystyle\int {\dfrac{\cos{\sqrt{x}}}{2\sqrt{x}}\ dx} \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirelim.
\( u = \sqrt{x} \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = \dfrac{1}{2\sqrt{x}}\ dx \)
\( \Longrightarrow 2\underbrace{\sqrt{x}}_\text{u}\ du = dx \)
\( \Longrightarrow 2u\ du = dx \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( = \displaystyle\int {\dfrac{\cos{u}}{2u}2u\ du} \)
\( = \displaystyle\int {\cos{u}\ du} \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = \sin{u} + C \)
İfadede \( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazdığımızda verilen ifadenin integralini buluruz.
\( = \sin{\sqrt{x}} + C \)
(b) seçeneği:
\( \displaystyle\int {\dfrac{\cos{x}}{\sqrt{\sin^5{x}}}\ dx} \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirelim.
\( u = \sin{x} \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = \cos{x}\ dx \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( = \displaystyle\int {\dfrac{1}{\sqrt{u^5}}\ du} \)
\( = \displaystyle\int {u^{-\frac{5}{2}}\ du} \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{u^{-\frac{3}{2}}}{-\frac{3}{2}} + C \)
\( = -\dfrac{2}{3\sqrt{u^3}} + C \)
İfadede \( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazdığımızda verilen ifadenin integralini buluruz.
\( = -\dfrac{2}{3\sqrt{\sin^3{x}}} + C \)
(c) seçeneği:
\( \displaystyle\int {\cos{x}\sqrt{\sin^3{x}}\ dx} \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirelim.
\( u = \sin{x} \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = \cos{x}\ dx \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( = \displaystyle\int {\sqrt{u^3}\ du} \)
\( = \displaystyle\int {u^{\frac{3}{2}}\ du} \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{u^{\frac{5}{2}}}{\frac{5}{2}} + C \)
\( = \dfrac{2\sqrt{u^5}}{5} + C \)
İfadede \( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazdığımızda verilen ifadenin integralini buluruz.
\( = \dfrac{2\sqrt{\sin^5{x}}}{5} + C \)
\( \displaystyle\int x(x - 2)^3\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = x - 2 \)
\( \Longrightarrow x = u + 2 \)
\( du = dx \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int x(x - 2)^3\ dx \) \( = \displaystyle\int (u + 2)u^3\ du \)
\( = \displaystyle\int (u^4 + 2u^3)\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{u^5}{5} + \dfrac{u^4}{2} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \dfrac{(x - 2)^5}{5} + \dfrac{(x - 2)^4}{2} + C \)
\( \displaystyle\int {6e^{2\cos{x}}\sin{x}\ dx} \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirelim.
\( u = \cos{x} \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = -\sin{x}\ dx \)
\( \Longrightarrow -du = \sin{x}\ dx \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( = \displaystyle\int {6e^{2u}\ (-du)} \)
\( = -6\displaystyle\int {e^{2u}\ du} \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = (-6) \cdot \dfrac{1}{2}e^{2u} + C \)
\( = -3e^{2u} + C \)
İfadede \( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazdığımızda verilen ifadenin integralini buluruz.
\( = -3e^{2\cos{x}} + C \)
\( \displaystyle\int \dfrac{4x}{4x - 1}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 4x - 1 \)
\( \Longrightarrow 4x = u + 1 \)
\( du = 4\ dx \)
\( \Longrightarrow dx = \dfrac{1}{4}\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int \dfrac{4x}{4x - 1}\ dx \)
\( = \displaystyle\int \dfrac{u + 1}{u} \cdot \dfrac{1}{4}\ du \)
\( = \displaystyle\int (\dfrac{1}{4} + \dfrac{1}{4u})\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{u}{4} + \dfrac{\ln\lvert {u} \rvert}{4} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \dfrac{4x - 1}{4} + \dfrac{\ln{\lvert {4x - 1} \rvert}}{4} + C \)
\( \displaystyle\int {\dfrac{9x}{(3x + 1)^3}\ dx} \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 3x + 1 \)
\( \Longrightarrow x = \dfrac{u - 1}{3} \)
\( du = 3\ dx \)
\( \Longrightarrow dx = \dfrac{du}{3} \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int {\dfrac{9x}{(3x + 1)^3}\ dx} = \displaystyle\int {\dfrac{9(u - 1)}{u^3 \cdot 3} \cdot \dfrac{du}{3}} \)
\( = \displaystyle\int {\dfrac{u - 1}{u^3}\ du} \)
\( = \displaystyle\int (\dfrac{u}{u^3} - \dfrac{1}{u^3})\ du \)
\( = \displaystyle\int (\dfrac{1}{u^2} - \dfrac{1}{u^3})\ du \)
\( = \displaystyle\int (u^{-2} - u^{-3})\ du \)
Terimlerin ayrı ayrı integralini alalım.
\( = \dfrac{u^{-1}}{-1} - \dfrac{u^{-2}}{-2} + C \)
\( = -\dfrac{1}{u} + \dfrac{1}{2u^2} + C \)
\( u \) değişkenlerini tekrar \( x \) cinsinden yazalım.
\( = -\dfrac{1}{3x + 1} + \dfrac{1}{2(3x + 1)^2} + C \)
\( \displaystyle\int {5x\sqrt{x + 3}\ dx} \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \sqrt{x + 3} \)
\( \Longrightarrow x = u^2 - 3 \)
\( du = \dfrac{dx}{2\sqrt{x + 3}} \)
\( \Longrightarrow dx = 2\sqrt{x + 3}\ du \)
\( \Longrightarrow dx = 2u\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int {5x\sqrt{x + 3}\ dx} = \displaystyle\int {5(u^2 - 3)u \cdot\ 2u\ du} \)
\( = 10\displaystyle\int (u^4 - 3u^2)\ du \)
Terimlerin ayrı ayrı integralini alalım.
\( = 10(\dfrac{u^5}{5} - \dfrac{3u^3}{3}) + C \)
\( = 2u^5 - 10u^3 + C \)
\( u \) değişkenlerini tekrar \( x \) cinsinden yazalım.
\( = 2(\sqrt{x + 3})^5 - 10(\sqrt{x + 3})^3 + C \)
\( = 2\sqrt{(x + 3)^5} - 10\sqrt{(x + 3)^3} + C \)
\( \displaystyle\int {\dfrac{9}{9x^2 + 6x + 1}\ dx} \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü Göster\( 9x^2 + 6x + 1 = (3x + 1)^2 \)
\( \displaystyle\int {\dfrac{9}{9x^2 + 6x + 1}\ dx} = \displaystyle\int {\dfrac{9}{(3x + 1)^2}\ dx} \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 3x + 1 \)
\( du = 3\ dx \)
\( \Longrightarrow dx = \dfrac{du}{3} \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( = \displaystyle\int {\dfrac{9}{u^2} \cdot \dfrac{du}{3}} \)
\( = \displaystyle\int {3u^{-2}\ du} \)
İfadenin integralini alalım.
\( = -3u^{-1} + C \)
\( = -\dfrac{3}{u} + C \)
\( u \) değişkenlerini tekrar \( x \) cinsinden yazalım.
\( = -\dfrac{3}{3x + 1} + C \)
\( \displaystyle\int \dfrac{4x^3}{2x^4 + 5}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 2x^4 + 5 \)
\( du = 8x^3\ dx \)
\( \Longrightarrow 4x^3\ dx = \dfrac{1}{2}\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int \dfrac{4x^3}{2x^4 + 5}\ dx \)
\( = \displaystyle\int \dfrac{1}{u} \cdot \dfrac{1}{2}\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{\ln{\lvert u \rvert}}{2} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \dfrac{\ln{\lvert 2x^4 + 5 \rvert}}{2} + C \)
\( \displaystyle\int \dfrac{3x}{\sqrt{x + 2}}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = x + 2 \)
\( \Longrightarrow x = u - 2 \)
\( du = dx \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int \dfrac{3x}{\sqrt{x + 2}}\ dx \)
\( = \displaystyle\int \dfrac{3(u - 2)}{\sqrt{u}}\ du \)
\( = \displaystyle\int \dfrac{3u - 6}{\sqrt{u}}\ du \)
\( = \displaystyle\int (3\sqrt{u} - \dfrac{6}{\sqrt{u}})\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = 2\sqrt{u^3} - 12\sqrt{u} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = 2\sqrt{(x + 2)^3} - 12\sqrt{x + 2} + C \)
\( \displaystyle\int \dfrac{18x}{\sqrt{5 - 3x}}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 5 - 3x \)
\( \Longrightarrow x = \dfrac{5 - u}{3} \)
\( du = -3\ dx \)
\( \Longrightarrow dx = -\dfrac{1}{3}\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int \dfrac{18x}{\sqrt{5 - 3x}}\ dx \)
\( = \displaystyle\int (\dfrac{18(5 - u)}{\sqrt{u} \cdot 3})(-\dfrac{1}{3})\ du \)
\( = -\displaystyle\int \dfrac{10 - 2u}{\sqrt{u}}\ du \)
\( = -\displaystyle\int (\dfrac{10}{\sqrt{u}} - 2\sqrt{u})\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = -20\sqrt{u} + \dfrac{4\sqrt{u^3}}{3} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = -20\sqrt{5 - 3x} + \dfrac{4\sqrt{(5 - 3x)^3}}{3} + C \)
\( f \) türevlenebilir bir fonksiyondur.
\( f(1) = 0, \quad f(2) = 2 \)
\( \displaystyle\int_1^2 2f^3(x)f'(x)\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = f(x) \)
\( du = f'(x)\ dx \)
\( u \) değişkeni için integralin sınır değerlerini bulalım.
\( u(1) = f(1) = 0 \)
\( u(2) = f(2) = 2 \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int_0^2 2u^3\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = (\dfrac{u^4}{2})|_0^2 \)
\( = (\dfrac{2^4}{2}) - (\dfrac{0^4}{2}) \)
\( = 8 \) bulunur.
\( \displaystyle\int_4^5 \dfrac{2x}{2x - 7}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 2x - 7 \)
\( \Longrightarrow x = \dfrac{u + 7}{2} \)
\( du = 2\ dx \)
\( \Longrightarrow dx = \dfrac{1}{2}\ du \)
\( u \) değişkeni için integralin sınır değerlerini bulalım.
\( u(4) = 2(4) - 7 = 1 \)
\( u(5) = 2(5) - 7 = 3 \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int_4^5 \dfrac{2x}{2x - 7}\ dx \)
\( = \displaystyle\int_1^3 \dfrac{2(u + 7)}{u \cdot 2} \cdot \dfrac{1}{2}\ du \)
\( = \displaystyle\int_1^3 \dfrac{u + 7}{2u}\ du \)
\( = \displaystyle\int_1^3 (\dfrac{1}{2} + \dfrac{7}{2u})\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = (\dfrac{u}{2} + \dfrac{7\ln{\lvert u \rvert}}{2})|_1^3 \)
\( = (\dfrac{3}{2} + \dfrac{7\ln{3}}{2}) - (\dfrac{1}{2} + \dfrac{7\ln{1}}{2}) \)
\( = \dfrac{7\ln{3}}{2} + 1 \) bulunur.
\( \displaystyle\int_7^{10} \dfrac{6x}{\sqrt{x - 6}}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = x - 6 \)
\( \Longrightarrow x = u + 6 \)
\( du = dx \)
\( u \) değişkeni için integralin sınır değerlerini bulalım.
\( u(7) = 7 - 6 = 1 \)
\( u(10) = 10 - 6 = 4 \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int_7^{10} \dfrac{6x}{\sqrt{x - 6}}\ dx \)
\( = \displaystyle\int_1^4 \dfrac{6(u + 6)}{\sqrt{u}}\ du \)
\( = \displaystyle\int_1^4 (6\sqrt{u} + \dfrac{36}{\sqrt{u}})\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = (4\sqrt{u^3} + 72\sqrt{u})|_1^4 \)
\( = (4\sqrt{4^3} + 72\sqrt{4}) - (4\sqrt{1^3} + 72\sqrt{1}) \)
\( = 32 + 144 - 4 - 72 = 100 \) bulunur.
\( \displaystyle\int_0^{\frac{1}{4}} \dfrac{4x}{(1 - 2x)^2}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 1 - 2x \)
\( \Longrightarrow x = \dfrac{1 - u}{2} \)
\( du = -2\ dx \)
\( \Longrightarrow dx = -\dfrac{1}{2}\ du \)
\( u \) değişkeni için integralin sınır değerlerini bulalım.
\( u(0) = 1 - 2(0) = 1 \)
\( u(\dfrac{1}{4}) = 1 - 2(\dfrac{1}{4}) = \dfrac{1}{2} \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int_0^{\frac{1}{4}} \dfrac{4x}{(1 - 2x)^2}\ dx \)
\( = \displaystyle\int_1^{\frac{1}{2}} \dfrac{4(1 - u)}{u^2 \cdot 2} \cdot (-\dfrac{1}{2})\ du \)
\( = -\displaystyle\int_1^{\frac{1}{2}} \dfrac{1 - u}{u^2} \cdot\ du \)
İntegralin sınır değerlerini kendi aralarında yer değiştirelim.
\( = \displaystyle\int_{\frac{1}{2}}^1 \dfrac{1 - u}{u^2}\ du \)
\( = \displaystyle\int_{\frac{1}{2}}^1 (\dfrac{1}{u^2} - \dfrac{1}{u})\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = (-\dfrac{1}{u} - \ln{\abs{u}})|_{\frac{1}{2}}^1 \)
\( = (-\dfrac{1}{1} - \ln{1}) - (-\dfrac{1}{\frac{1}{2}} - \ln{\dfrac{1}{2}}) \)
\( = 1 - \ln{2} \) bulunur.
\( \displaystyle\int_2^{\frac{10}{3}} \dfrac{3x}{(3x - 2)^2}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 3x - 2 \)
\( \Longrightarrow x = \dfrac{u + 2}{3} \)
\( du = 3\ dx \)
\( \Longrightarrow dx = \dfrac{1}{3}\ du \)
\( u \) değişkeni için integralin sınır değerlerini bulalım.
\( u(2) = 3(2) - 2 = 4 \)
\( u(\dfrac{10}{3}) = 3(\dfrac{10}{3}) - 2 = 8 \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int_2^{\frac{10}{3}} \dfrac{3x}{(3x - 2)^2}\ dx \)
\( = \displaystyle\int_4^8 (\dfrac{3(u + 2)}{u^2 \cdot 3}) \cdot \dfrac{1}{3}\ du \)
\( = \displaystyle\int_4^8 \dfrac{u + 2}{3u^2}\ du \)
\( = \displaystyle\int_4^8 (\dfrac{1}{3u} + \dfrac{2}{3u^2})\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = (\dfrac{\ln{\lvert u \rvert}}{3} - \dfrac{2}{3u})|_4^8 \)
\( = (\dfrac{\ln{8}}{3} - \dfrac{2}{24}) - (\dfrac{\ln{4}}{3} - \dfrac{2}{12}) \)
\( = \dfrac{3\ln{2}}{3} - \dfrac{1}{12} - \dfrac{2\ln{2}}{3} + \dfrac{1}{6} \)
\( = \dfrac{1}{3}\ln{2} + \dfrac{1}{12} \) bulunur.
\( \displaystyle\int_4^{64} \dfrac{1}{2\sqrt{x}(\sqrt{x} + 1)}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \sqrt{x} + 1 \)
\( \Longrightarrow x = (u - 1)^2 \)
\( \ du = \dfrac{1}{2\sqrt{x}}\ dx \)
\( \Longrightarrow dx = 2(u - 1)\ du \)
\( u \) değişkeni için integralin sınır değerlerini bulalım.
\( u(4) = \sqrt{4} + 1 = 3 \)
\( u(64) = \sqrt{64} + 1 = 9 \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int_4^{64} \dfrac{1}{2\sqrt{x}(\sqrt{x} + 1)}\ dx \)
\( = \displaystyle\int_3^9 \dfrac{1}{2(u - 1)u}2(u - 1)\ du \)
\( = \displaystyle\int_3^9 \dfrac{1}{u}\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \ln{\abs{u}}|_3^9 \)
\( = \ln{9} - \ln{3} \)
\( = 2\ln{3} - \ln{3} = \ln{3} \) bulunur.
\( \displaystyle\int_0^3 \dfrac{5x^2}{\sqrt{x + 1}}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = x + 1 \)
\( \Longrightarrow x = u - 1 \)
\( \Longrightarrow x^2 = u^2 - 2u + 1 \)
\( du = dx \)
\( u \) değişkeni için integralin sınır değerlerini bulalım.
\( u(0) = 0 + 1 = 1 \)
\( u(3) = 3 + 1 = 4 \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int_0^3 \dfrac{5x^2}{\sqrt{x + 1}}\ dx \)
\( = \displaystyle\int_1^4 \dfrac{5(u^2 - 2u + 1)}{\sqrt{u}}\ du \)
\( = \displaystyle\int_1^4 (5\sqrt{u^3} - 10\sqrt{u} + \dfrac{5}{\sqrt{u}})\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = (2\sqrt{u^5} - \dfrac{20\sqrt{u^3}}{3} + 10\sqrt{u})|_1^4 \)
\( = (2\sqrt{4^5} - \dfrac{20\sqrt{4^3}}{3} + 10\sqrt{4}) - (2\sqrt{1^5} - \dfrac{20\sqrt{1^3}}{3} + 10\sqrt{1}) \)
\( = (64 - \dfrac{160}{3} + 20) - (2 - \dfrac{20}{3} + 10) \)
\( = \dfrac{76}{3} \) bulunur.
\( \displaystyle\int \dfrac{\log{x}}{x}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \log{x} \)
\( du = \dfrac{1}{\ln{10} \cdot x}\ dx \)
\( \Longrightarrow \dfrac{dx}{x} = \ln{10}\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int \dfrac{\log{x}}{x}\ dx = \displaystyle\int u \ln{10}\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{u^2}{2} \cdot \ln{10} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \dfrac{(\log{x})^2}{2} \cdot \ln{10} + C \)
\( \displaystyle\int {e^x(e^x - 2)(1 + e^x)^6\ dx} \) ifadesinin integrali nedir?
Çözümü Gösterİfadenin integralini almak için değişken değiştirme yöntemini uygulayalım.
\( u = 1 + e^x \)
\( du = e^x\ dx \)
\( e^x = u - 1 \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( \displaystyle\int {(e^x - 2)(1 + e^x)^6e^x\ dx} \)
\( = \displaystyle\int {(u - 3)u^6\ du} \)
Parantez içindeki ifadeyi dağıtalım.
\( = \displaystyle\int {(u^7 - 3u^6)\ du} \)
Elde ettiğimiz polinom ifadesinin integralini alalım.
\( = \dfrac{1}{8}u^8 - \dfrac{3}{7}u^7 + C \)
\( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazalım.
\( = \dfrac{1}{8}(1 + e^x)^8 - \dfrac{3}{7}(1 + e^x)^7 + C \)
\( \displaystyle\int \dfrac{1}{\sqrt{2 + \frac{1}{x^2}}} \ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü Gösterİfadeyi düzenleyelim.
\( \displaystyle\int \dfrac{1}{\sqrt{\frac{2x^2 + 1}{x^2}}}\ dx \)
\( = \displaystyle\int \dfrac{\sqrt{x^2}}{\sqrt{2x^2 + 1}}\ dx \)
\( = \displaystyle\int \dfrac{x}{\sqrt{2x^2 + 1}}\ dx \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 2x^2 + 1 \)
\( du = 4x\ dx \)
\( \Longrightarrow x\ dx = \dfrac{1}{4}\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( = \displaystyle\int \dfrac{du}{4\sqrt{u}} \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{1}{2}\sqrt{u} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \dfrac{1}{2}\sqrt{2x^2 + 1} + C \)
\( a \in \mathbb{R^+}, a \ne 1 \) olmak üzere,
\( \displaystyle\int \dfrac{a^{\sqrt[3]{x^2}}}{\sqrt[3]{x}}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \sqrt[3]{x^2} \)
\( du = \dfrac{2}{3\sqrt[3]{x}}\ dx \)
\( \Longrightarrow \dfrac{1}{\sqrt[3]{x}}\ dx = \dfrac{3}{2}\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int \dfrac{a^{\sqrt[3]{x^2}}}{\sqrt[3]{x}}\ dx \) \( = \displaystyle\int \dfrac{3a^u}{2}\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{3a^u}{2\ln{a}} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \dfrac{3a^{\sqrt[3]{x^2}}}{2\ln{a}} + C \)
\( \displaystyle\int_1^5 \dfrac{\ln{x}}{5x}\ dx \) integralinin sonucu kaçtır?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \ln{x} \)
\( du = \dfrac{1}{x}\ dx \)
\( u \) değişkeni için integralin sınır değerlerini bulalım.
\( u(1) = \ln{1} = 0 \)
\( u(5) = \ln{5} \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int_1^5 \dfrac{\ln{x}}{5x}\ dx = \displaystyle\int_0^{\ln{5}} \dfrac{u}{5}\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = (\dfrac{u^2}{10})|_0^{\ln{5}} \)
\( = \dfrac{(\ln{5})^2}{10} - \dfrac{0^2}{10} \)
\( = \dfrac{(\ln{5})^2}{10} \) bulunur.
\( \displaystyle\int \cos^3(2x)\sin(4x)\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterSinüs iki kat açı formülünü kullanalım.
\( \sin(4x) = 2\sin(2x)\cos(2x) \)
\( \displaystyle\int 2\cos^3(2x)\sin(2x)\cos(2x)\ dx \)
\( = \displaystyle\int 2\cos^4(2x)\sin(2x)\ dx \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \cos(2x) \)
\( du = -2\sin(2x)\ dx \)
\( \Longrightarrow 2\sin(2x)\ dx = -du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( = -\displaystyle\int u^4\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = -\dfrac{1}{5}u^5 + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = -\dfrac{1}{5}\cos^5(2x) + C \)
\( \displaystyle\int \dfrac{\sqrt[3]{x} + x}{\sqrt{x}}\ dx \) integralinin sonucunu \( x = u^6 \) dönüşümü ile bulun.
Çözümü GösterBelirtilen şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( x = u^6 \)
\( \Longrightarrow u = \sqrt[6]{x} \)
\( dx = 6u^5\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int \dfrac{\sqrt[3]{u^6} + u^6}{\sqrt{u^6}} 6u^5\ du \)
\( = 6\displaystyle\int \dfrac{u^2 + u^6}{u^3}u^5\ du \)
\( = 6\displaystyle\int (u^4 + u^8)\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{6u^5}{5} + \dfrac{2u^9}{3} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \dfrac{6\sqrt[6]{x^5}}{5} + \dfrac{2\sqrt[6]{x^9}}{3} + C \)
\( = \dfrac{6\sqrt[6]{x^5}}{5} + \dfrac{2\sqrt[2]{x^3}}{3} + C \)
\( \displaystyle\int \sin{x}\cos{x}\sqrt{1 - \cos{x}}\ dx \) ifadesinin integrali nedir?
Çözümü Gösterİfadenin integralini almak için değişken değiştirme yöntemini uygulayalım.
\( u = 1 - \cos{x} \)
\( \Longrightarrow \cos{x} = 1 - u \)
\( du = \sin{x}\ dx \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( \displaystyle\int (1 - u)\sqrt{u}\ du \)
\( = \displaystyle\int (\sqrt{u} - u\sqrt{u})\ du \)
\( = \displaystyle\int (u^{\frac{1}{2}} - u^{\frac{3}{2}})\ du \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{2}{3}u^\frac{3}{2} - \dfrac{2}{5}u^\frac{5}{2} + C \)
\( = \dfrac{2}{3}\sqrt{u^3} - \dfrac{2}{5}\sqrt{u^5} + C \)
\( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazalım.
\( = \dfrac{2}{3}\sqrt{(1 - \cos{x})^3} - \dfrac{2}{5}\sqrt{(1 - \cos{x})^5} + C \)
\( \displaystyle\int -\dfrac{\cos^3{x}}{\sin^5{x}}\ dx \) ifadesinin integrali nedir?
Çözümü Göster\( \displaystyle\int -\dfrac{\cos^3{x}}{\sin^5{x}}\ dx \)
\( \dfrac{\cos^3{x}}{\sin^3{x}} = \cot^3{x} \) yazalım.
\( = \displaystyle\int -\dfrac{\cot^3{x}}{\sin^2{x}}\ dx \)
Değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \cot{x} \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = -\dfrac{1}{\sin^2{x}}\ dx \)
Verilen integral ifadesini \( u \) cinsinden yazalım.
\( = \displaystyle\int u^3\ du \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{u^4}{4} + C \)
İfadede \( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazdığımızda verilen ifadenin integralini bulmuş oluruz.
\( = \dfrac{\cot^4{x}}{4} + C \)
\( \displaystyle\int {\dfrac{1}{x\ln{x}}\ dx} \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü Göster\( \displaystyle\int {\dfrac{1}{x\ln{x}}\ dx} = \displaystyle\int {\dfrac{1}{\ln{x}} \cdot \dfrac{1}{x}\ dx} \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \ln{x} \)
\( du = \dfrac{1}{x}\ dx \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( = \displaystyle\int {\dfrac{1}{u}\ du} \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \ln{\abs{u}} + C \)
\( u \) değişkenlerini tekrar \( x \) cinsinden yazalım.
\( = \ln{\abs{\ln{x}}} + C \)
\( \displaystyle\int \dfrac{9x^2}{3x - 2}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 3x - 2 \)
\( \Longrightarrow 3x = u + 2 \)
\( \Longrightarrow 9x^2 = u^2 + 4u + 4 \)
\( du = 3\ dx \)
\( \Longrightarrow dx = \dfrac{1}{3}\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int \dfrac{9x^2}{3x - 2}\ dx \)
\( = \displaystyle\int \dfrac{u^2 + 4u + 4}{u} \cdot \dfrac{1}{3}\ du \)
\( = \displaystyle\int (\dfrac{u^2}{3u} + \dfrac{4u}{3u} + \dfrac{4}{3u})\ du \)
\( = \displaystyle\int (\dfrac{u}{3} + \dfrac{4}{3} + \dfrac{4}{3u})\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{u^2}{6} + \dfrac{4u}{3} + \dfrac{4\ln{\lvert u \rvert}}{3} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \dfrac{(3x - 2)^2}{6} + \dfrac{4(3x - 2)}{3} + \dfrac{4\ln{\rvert 3x - 2 \rvert}}{3} + C \)
\( \displaystyle\int \dfrac{8x^2}{4x - 5}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 4x - 5 \)
\( \Longrightarrow x = \dfrac{u + 5}{4} \)
\( \Longrightarrow x^2 = \dfrac{u^2 + 10u + 25}{16} \)
\( du = 4\ dx \)
\( \Longrightarrow dx = \dfrac{1}{4}\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int \dfrac{8x^2}{4x - 5}\ dx \)
\( = \displaystyle\int \dfrac{8 \cdot \frac{u^2 + 10u + 25}{16}}{u} \cdot \dfrac{1}{4}\ du \)
\( = \displaystyle\int \dfrac{u^2 + 10u + 25}{8u}\ du \)
\( = \displaystyle\int (\dfrac{u}{8} + \dfrac{5}{4} + \dfrac{25}{8u})\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{u^2}{16} + \dfrac{5u}{4} + \dfrac{25\ln{\lvert u \rvert}}{8} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \dfrac{(4x - 5)^2}{16} + \dfrac{5(4x - 5)}{4} + \dfrac{25\ln{\lvert 4x - 5 \rvert}}{8} + C \)
\( \displaystyle\int_0^{\frac{1}{4}} \dfrac{8x^2}{4x + 1}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 4x + 1 \)
\( \Longrightarrow x = \dfrac{u - 1}{4} \)
\( \Longrightarrow x^2 = \dfrac{u^2 - 2u + 1}{16} \)
\( du = 4\ dx \)
\( \Longrightarrow dx = \dfrac{1}{4}\ du \)
\( u \) değişkeni için integralin sınır değerlerini bulalım.
\( u(0) = 4(0) + 1 = 1 \)
\( u(\dfrac{1}{4}) = 4(\dfrac{1}{4}) + 1 = 2 \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int_0^{\frac{1}{4}} \dfrac{8x^2}{4x + 1}\ dx \)
\( = \displaystyle\int_1^2 \dfrac{8\frac{u^2 - 2u + 1}{16}}{u} \cdot \dfrac{1}{4}\ du \)
\( = \displaystyle\int_1^2 \dfrac{u^2 - 2u + 1}{8u}\ du \)
\( = \displaystyle\int_1^2 (\dfrac{u}{8} - \dfrac{1}{4} + \dfrac{1}{8u})\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = (\dfrac{u^2}{16} - \dfrac{u}{4} + \dfrac{\ln{\lvert u \rvert}}{8})|_1^2 \)
\( = (\dfrac{2^2}{16} - \dfrac{2}{4} + \dfrac{\ln{2}}{8}) - (\dfrac{1^2}{16} - \dfrac{1}{4} + \dfrac{\ln{1}}{8}) \)
\( = \dfrac{1}{4} - \dfrac{1}{2} + \dfrac{\ln{2}}{8} - \dfrac{1}{16} + \dfrac{1}{4} - 0 \)
\( = \dfrac{2\ln{2} - 1}{16} \) bulunur.
\( \displaystyle\int \dfrac{3}{1 + e^{-2x}}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü Gösterİntegrali alınan ifadenin payını ve paydasını \( e^{2x} \) ile çarpalım.
\( \displaystyle\int \dfrac{3e^{2x}}{e^{2x} + 1}\ dx \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = e^{2x} + 1 \)
\( du = 2e^{2x}\ dx \)
\( \Longrightarrow e^{2x}\ dx = \dfrac{1}{2}\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( = \displaystyle\int \dfrac{3}{2u}\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{3\ln{\abs{u}}}{2} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \dfrac{3\ln{\abs{e^{2x} + 1}}}{2} + C \)
\( \displaystyle\int \dfrac{e^{\sqrt[3]{x^2}} \cdot \sin(e^{\sqrt[3]{x^2}})}{\sqrt[3]{x}} \ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = e^{\sqrt[3]{x^2}} \)
\( du = \dfrac{2e^{\sqrt[3]{x^2}}}{3\sqrt[3]{x}}\ dx \)
\( \Longrightarrow \dfrac{e^{\sqrt[3]{x^2}}}{\sqrt[3]{x}}\ dx = \dfrac{3}{2}\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int \dfrac{e^{\sqrt[3]{x^2}} \cdot \sin(e^{\sqrt[3]{x^2}})}{\sqrt[3]{x}}\ dx \) \( = \displaystyle\int \dfrac{3}{2}\sin{u}\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = -\dfrac{3}{2}\cos{u} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = -\dfrac{3}{2}\cos(e^{\sqrt[3]{x^2}}) + C \)
\( \displaystyle\int \sqrt{x + \dfrac{1}{x}} \cdot \dfrac{(x + 1)(x - 1)}{x^2}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü Gösterİfadeyi düzenleyelim.
\( \displaystyle\int \sqrt{x + \dfrac{1}{x}} \cdot \dfrac{x^2 - 1}{x^2}\ dx \)
\( = \displaystyle\int \sqrt{x + \dfrac{1}{x}} \cdot (1 - \dfrac{1}{x^2})\ dx \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = x + \dfrac{1}{x} \)
\( du = (1 - \dfrac{1}{x^2})\ dx \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( = \displaystyle\int \sqrt{u}\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{2\sqrt{u^3}}{3} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \dfrac{2\sqrt{(x + \frac{1}{x})^3}}{3} + C \)
\( \displaystyle\int \sqrt{x} \cdot \sqrt[5]{5 + \sqrt{x^3}}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 5 + \sqrt{x^3} \)
\( du = \dfrac{3\sqrt{x}}{2}\ dx \)
\( \Longrightarrow \sqrt{x}\ dx = \dfrac{2}{3}\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int \sqrt{x} \cdot \sqrt[5]{5 + \sqrt{x^3}}\ dx \) \( = \displaystyle\int \dfrac{2\sqrt[5]{u}}{3}\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{2u^{\frac{6}{5}}}{3 \cdot \frac{6}{5}} + C \)
\( = \dfrac{5\sqrt[5]{u^6}}{9} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \dfrac{5\sqrt[5]{(5 + \sqrt{x^3})^6}}{9} + C \)
\( \displaystyle\int \sqrt[3]{x}\ d(\sqrt[3]{x}) \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \sqrt[3]{x} \)
\( du = d(\sqrt[3]{x}) \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int \sqrt[3]{x}\ d(\sqrt[3]{x}) \) \( = \displaystyle\int u\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{u^2}{2} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \dfrac{(\sqrt[3]{x})^2}{2} + C \)
\( \displaystyle\int \dfrac{f'(x)}{f^2(x)}\ dx = \displaystyle\int 6\ dx \)
\( f(1) = \dfrac{1}{7} \)
olduğuna göre, \( f(2) \) kaçtır?
Çözümü GösterEşitliğin sol tarafındaki ifadeye aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = f(x), \quad du = f'(x)\ dx \)
\( \displaystyle\int \dfrac{1}{u^2}\ du = \displaystyle\int 6\ dx \)
Eşitliğin her iki tarafının integralini alalım. Her iki integralin integral sabitinin farkına eşit olacak şekilde eşitliğin sağ tarafına tek bir integral sabiti ekleyebiliriz.
\( -\dfrac{1}{u} = 6x + C \)
\( u \) yerine \( f(x) \) yazalım.
\( -\dfrac{1}{f(x)} = 6x + C \)
\( f(x) = -\dfrac{1}{6x + C} \)
\( C \) değerini bulmak için \( f(1) \) değerini kullanalım.
\( f(1) = -\dfrac{1}{6(1) + C} = \dfrac{1}{7} \)
\( -(6 + C) = 7 \)
\( C = -13 \)
Buna göre \( f \) fonksiyonunun tanımı aşağıdaki gibi olur.
\( f(x) = -\dfrac{1}{6x - 13} \)
\( f(2) \) değerini bulmak için \( x = 2 \) yazalım.
\( f(x) = -\dfrac{1}{6(2) - 13} = 1 \)
\( \displaystyle\int_{2a}^b f(x + a - b)\ dx = 15 \) olduğuna göre,
\( \displaystyle\int_{3a - b}^a f(x)\ dx \) integralinin değeri kaçtır?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = x + a - b \)
\( du = dx \)
\( u \) değişkeni için integralin sınır değerlerini bulalım.
\( u(2a) = 2a + a - b = 3a - b \)
\( u(b) = b + a - b = a \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int_{2a}^b f(x + a - b)\ dx \) \( = \displaystyle\int_{3a - b}^a f(u)\ du \)
Elde ettiğimiz ifade soruda değeri istenen ifadeye eşittir.
\( \displaystyle\int_{3a - b}^a f(x)\ dx = 15 \)
\( \displaystyle\int \dfrac{\sqrt{x}}{x - 4}\ dx \) ifadesinin integrali nedir?
Çözümü Gösterİfadenin integralini almak için değişken değiştirme yöntemini uygulayalım.
\( u = \sqrt{x} \)
\( \Longrightarrow u^2 = x \)
\( du = \dfrac{1}{2\sqrt{x}}\ dx \)
\( \Longrightarrow 2u\ du = dx \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( \displaystyle\int \dfrac{\sqrt{x}}{x - 4}\ dx = \displaystyle\int \dfrac{2u^2}{u^2 - 4}\ du \)
Elde ettiğimiz ifadeyi basit kesirlere ayırma yöntemi ile basit kesirlerin toplamı şeklinde yazalım.
\( = \displaystyle\int (2 - \dfrac{2}{u + 2} + \dfrac{2}{u - 2})\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = 2u - 2\ln{\abs{u + 2}} + 2\ln{\abs{u - 2}} + C \)
\( = 2u - 2\ln{\dfrac{\abs{u + 2}}{\abs{u - 2}}} + C \)
\( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazalım.
\( = 2\sqrt{x} - 2\ln{\dfrac{\abs{\sqrt{x} + 2}}{\abs{\sqrt{x} - 2}}} + C \)
\( \displaystyle\int_0^2 \dfrac{x + 1}{\sqrt[3]{x^2 + 2x}}\ dx \) integralinin değeri kaçtır?
Çözümü GösterKöklü ifadeye değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \sqrt[3]{x^2 + 2x} \)
\( \Longrightarrow u^3 = x^2 + 2x \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( 3u^2\ du = (2x + 2)\ dx \)
\( \Longrightarrow \dfrac{3}{2}u^2\ du = (x + 1)\ dx \)
Verilen integral ifadesini \( u \) cinsinden yazalım.
\( \displaystyle\int_{x = 0}^{x = 2} {\dfrac{1}{u} \cdot \dfrac{3}{2}u^2\ du} \)
\( = \dfrac{3}{2} \displaystyle\int_{x = 0}^{x = 2} {u}\ du \)
Sınır değerlerini \( u \) cinsinden yazalım.
\( u(0) = \sqrt[3]{0^2 + 2 \cdot 0} = 0 \)
\( u(2) = \sqrt[3]{2^2 + 2 \cdot 2} = 2 \)
\( = \dfrac{3}{2} \displaystyle\int_{u = 0}^{u = 2} {u}\ du \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{3}{4} \cdot {u^2} |_0^2 \)
\( = \dfrac{3}{4} \cdot (2^2 - 0^2) \)
\( = 3 \) bulunur.
\( \displaystyle\int \cos^3{x}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü Gösterİntegrali düzenleyelim.
\( \displaystyle\int \cos^3{x}\ dx = \displaystyle\int \cos^2{x}\cos{x}\ dx \)
Kosinüs iki kat açı formülünü kullanalım.
\( = \displaystyle\int (1 - \sin^2{x})\cos{x}\ dx \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \sin{x} \)
\( du = \cos{x}\ dx \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int (1 - \sin^2{x})\cos{x}\ dx \)
\( = \displaystyle\int (1 - u^2)\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = u - \dfrac{u^3}{3} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \sin{x} - \dfrac{\sin^3{x}}{3} + C \)
\( \displaystyle\int \csc^4{x}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü Gösterİntegrali düzenleyelim.
\( \displaystyle\int \csc^4{x}\ dx = \displaystyle\int \csc^2{x}\csc^2{x}\ dx \)
Pisagor özdeşliğini kullanalım.
\( = \displaystyle\int (1 + \cot^2{x})\csc^2{x}\ dx \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \cot{x} \)
\( du = -\csc^2{x}\ dx \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int (1 + \cot^2{x})\csc^2{x}\ dx \)
\( = \displaystyle\int -(1 + u^2)\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = -u - \dfrac{u^3}{3} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = -\cot{x} - \dfrac{\cot^3{x}}{3} + C \)
\( \displaystyle\int_0^{\frac{\pi}{2}} {5\sin(2x)(1 + \sin{x})^4\ dx} \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterSinüs iki kat açı formülünü kullanalım.
\( \sin(2x) = 2\sin{x}\cos{x} \)
\( \displaystyle\int_0^{\frac{\pi}{2}} {5(2\sin{x}\cos{x})(1 + \sin{x})^4\ dx} \)
\( = 10\displaystyle\int_0^{\frac{\pi}{2}} {\sin{x}\cos{x}(1 + \sin{x})^4\ dx} \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirelim.
\( u = 1 + \sin{x} \)
\( \Longrightarrow \sin{x}= u - 1 \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = \cos{x}\ dx \)
\( u \) değişkeni için integralin sınır değerlerini bulalım.
\( u(0) = 1 + \sin{0} = 1 \)
\( u(\frac{\pi}{2}) = 1 + \sin{\frac{\pi}{2}} = 2 \)
Son ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( = 10\displaystyle\int_1^2 {(u - 1)u^4\ du} \)
\( = 10\displaystyle\int_1^2 (u^5 - u^4)\ du \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = 10 \cdot [\dfrac{u^6}{6} - \dfrac{u^5}{5}]_1^2 \)
\( = 10 \cdot [(\dfrac{2^6}{6} - \dfrac{2^5}{5}) - (\dfrac{1^6}{6} - \dfrac{1^5}{5})] \)
\( = 10 \cdot [(\dfrac{5 \cdot 64}{30} - \dfrac{6 \cdot 32}{30}) - (-\dfrac{1}{30})] \)
\( = 10 \cdot \dfrac{129}{30} \)
\( = 43 \)
\( \displaystyle\int {\dfrac{\sin{x} + \cos{x}}{\cos{x} - \sin{x}}\ dx} \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirelim.
\( u = \cos{x} - \sin{x} \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = (- \sin{x} - \cos{x})dx \)
\( \Longrightarrow -du = (\sin{x} + \cos{x})dx \)
Verilen ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( = \displaystyle\int {\dfrac{1}{u}\ (-du)} \)
\( = -\displaystyle\int {\dfrac{1}{u}\ du} \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = -\ln{\abs{u}} + C \)
İfadede \( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazdığımızda verilen ifadenin integralini buluruz.
\( = -\ln{\abs{\cos{x} - \sin{x}}} + C \)
\( \displaystyle\int {\dfrac{1 + \tan{x}}{1 - \tan{x}}\ dx} \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterTanjant fonksiyonunu sinüs ve kosinüs cinsinden yazalım.
\( \displaystyle\int {\dfrac{1 + \tan{x}}{1 - \tan{x}}\ dx} = \displaystyle\int {\dfrac{1 + \frac{\sin{x}}{\cos{x}}}{1 - \frac{\sin{x}}{\cos{x}}}\ dx} \)
\( = \displaystyle\int {\dfrac{\frac{\cos{x} + \sin{x}}{\cos{x}}}{\frac{\cos{x} - \sin{x}}{\cos{x}}}\ dx} \)
\( = \displaystyle\int {\dfrac{\cos{x} + \sin{x}}{\cos{x} - \sin{x}}\ dx} \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirelim.
\( u = \cos{x} - \sin{x} \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = (-\sin{x} - \cos{x})\ dx \)
\( \Longrightarrow -du = (\sin{x} + \cos{x})\ dx \)
Son ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( = \displaystyle\int {\dfrac{1}{u}\ (-du)} \)
\( = -\displaystyle\int {\dfrac{1}{u}\ du} \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = -\ln{\abs{u}} + C \)
İfadede \( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazdığımızda verilen ifadenin integralini buluruz.
\( = -\ln{\abs{\cos{x} - \sin{x}}} + C \)
\( \displaystyle\int {\sec^6{x}\ dx} \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterSekant ifadesinin iki kuvvetini ayıralım.
\( \displaystyle\int {\sec^6{x}\ dx} = \displaystyle\int {\sec^4{x}\sec^2{x}\ dx} \)
Pisagor özdeşliği ile \( \sec^4{x} \) ifadesini \( \tan^2{x} \) cinsinden yazalım.
\( \sec^2{x} = \tan^2{x} + 1 \)
\( = \displaystyle\int {(\tan^2{x} + 1)^2\sec^2{x}\ dx} \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \tan{x} \)
\( du = \sec^2{x}\ dx \)
Son ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( = \displaystyle\int {(u^2 + 1)^2\ du} \)
\( = \displaystyle\int (u^4 + 2u^2 + 1)\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{u^5}{5} + \dfrac{2u^3}{3} + u + C \)
\( u \) değişkenlerini tekrar \( x \) cinsinden yazalım.
\( = \dfrac{\tan^5{x}}{5} + \dfrac{2\tan^3{x}}{3} + \tan{x} + C \)
\( \displaystyle\int \dfrac{2}{1 + \sqrt{x + 1}}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \sqrt{x + 1} \)
\( \Longrightarrow x = u^2 - 1 \)
\( du = \dfrac{1}{2u}dx \)
\( \Longrightarrow dx = 2u\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int \dfrac{2}{1 + \sqrt{x + 1}}\ dx \)
\( = \displaystyle\int \dfrac{2}{1 + u} \cdot 2u\ du \)
\( = \displaystyle\int \dfrac{4u}{1 + u}\ du \)
İfadeyi basit kesirlere ayıralım.
\( = \displaystyle\int \dfrac{4(u + 1) - 4}{1 + u}\ du \)
\( = \displaystyle\int (4 - \dfrac{4}{1 + u})\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = 4u - 4\ln{\lvert 1 + u \rvert} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = 4\sqrt{x + 1} - 4\ln{\lvert 1 + \sqrt{x + 1} \rvert} + C \)
\( \displaystyle\int {\dfrac{2}{x^{\frac{1}{2}} - x^{\frac{1}{4}}}\ dx} \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = x^{\frac{1}{4}} \)
\( \Longrightarrow x = u^4 \)
\( du = \dfrac{dx}{4x^{\frac{3}{4}}} \)
\( \Longrightarrow dx = 4x^{\frac{3}{4}}\ du \)
\( \Longrightarrow dx = 4u^3\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int {\dfrac{2}{x^{\frac{1}{2}} - x^{\frac{1}{4}}}\ dx} = 2\displaystyle\int {\dfrac{1}{u^2 - u}\ 4u^3\ du} \)
\( = 8\displaystyle\int {\dfrac{u^3}{u^2 - u}\ du} \)
\( = 8\displaystyle\int {\dfrac{u^2}{u - 1}\ du} \)
İfadeyi daha sade hale getirmek için paya 1 ekleyip çıkaralım.
\( = 8\displaystyle\int {\dfrac{u^2 + 1 - 1}{u - 1}\ du} \)
\( = 8\displaystyle\int {\dfrac{(u - 1)(u + 1) + 1}{u - 1}\ du} \)
\( = 8\displaystyle\int [(u + 1) + \dfrac{1}{u - 1}]\ du \)
Terimlerin ayrı ayrı integralini alalım.
\( = 8(\dfrac{u^2}{2} + u + \ln{\abs{u - 1}}) + C \)
\( = 4u^2 + 8u + 8\ln{\abs{u - 1}} + C \)
\( u \) değişkenlerini tekrar \( x \) cinsinden yazalım.
\( = 4x^{\frac{1}{2}} + 8x^{\frac{1}{4}} + 8\ln{\abs{x^{\frac{1}{4}} - 1}} + C \)
Aşağıdaki integralleri hesaplayınız.
(a) \( \displaystyle\int {\dfrac{e^x}{\sqrt{16 - e^{2x}}}\ dx} \)
(b) \( \displaystyle\int {\dfrac{4x^3}{1 + x^8}\ dx} \)
(c) \( \displaystyle\int {\dfrac{1}{2x\sqrt{4x^2 - 36}}\ dx} \)
Çözümü Göster(a) seçeneği:
\( \displaystyle\int {\dfrac{e^x}{\sqrt{16 - e^{2x}}}\ dx} \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = e^x \)
\( du = e^x\ dx \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int {\dfrac{e^x}{\sqrt{16 - e^{2x}}}\ dx} = \displaystyle\int {\dfrac{1}{\sqrt{16 - u^2}}\ du} \)
\( = \displaystyle\int {\dfrac{1}{\sqrt{4^2 - u^2}}\ du} \)
İfadenin integralini alalım.
\( \displaystyle\int {\dfrac{dx}{\sqrt{a^2 - x^2}}} = \arcsin{\frac{x}{a}} + C \)
\( = \arcsin{\dfrac{u}{4}} + C \)
\( u \) değişkenlerini tekrar \( x \) cinsinden yazalım.
\( = \arcsin{\dfrac{e^x}{4}} + C \)
(b) seçeneği:
\( \displaystyle\int {\dfrac{4x^3}{1 + x^8}\ dx} \)
İfadeyi düzenleyelim.
\( = \displaystyle\int {\dfrac{4x^3}{1 + (x^4)^2}\ dx} \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = x^4 \)
\( du = 4x^3\ dx \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( = \displaystyle\int {\dfrac{1}{1 + u^2}\ du} \)
İfadenin integralini alalım.
\( \displaystyle\int {\dfrac{dx}{a^2 + x^2}} = \dfrac{1}{a}\arctan{\frac{x}{a}} + C \)
\( = \arctan{u} + C \)
\( u \) değişkenlerini tekrar \( x \) cinsinden yazalım.
\( = \arctan{x^4} + C \)
(c) seçeneği:
\( \displaystyle\int {\dfrac{1}{2x\sqrt{4x^2 - 36}}\ dx} \)
İfadeyi düzenleyelim.
\( = \displaystyle\int {\dfrac{1}{2x\sqrt{(2x)^2 - 36}}\ dx} \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 2x \)
\( du = 2\ dx \)
\( \Longrightarrow dx = \dfrac{du}{2} \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( = \displaystyle\int {\dfrac{1}{2u\sqrt{u^2 - 36}}\ dx} \)
\( = \displaystyle\int {\dfrac{1}{2u\sqrt{u^2 - 6^2}}\ dx} \)
İfadenin integralini alalım.
\( \displaystyle\int {\dfrac{dx}{x\sqrt{x^2 - a^2}}} = \dfrac{1}{a}\arcsec{\frac{x}{a}} + C \)
\( = \dfrac{1}{2} \cdot \dfrac{1}{6}\arcsec{\dfrac{u}{6}} + C \)
\( = \dfrac{1}{12}\arcsec{\dfrac{u}{6}} + C \)
\( u \) değişkenlerini tekrar \( x \) cinsinden yazalım.
\( = \dfrac{1}{12}\arcsec{\dfrac{2x}{6}} + C \)
\( = \dfrac{1}{12}\arcsec{\dfrac{x}{3}} + C \)
\( \displaystyle\int {\dfrac{3\sqrt{1 + \sqrt{x}}}{\sqrt{x}} \ dx} \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterKöklü ifadeleri üslü ifade olarak yazalım.
\( \displaystyle\int {\dfrac{3\sqrt{1 + \sqrt{x}}}{\sqrt{x}} \ dx} = 3\displaystyle\int {x^{-\frac{1}{2}}(1 + x^{\frac{1}{2}})^{\frac{1}{2}}\ dx} \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 1 + x^{\frac{1}{2}} \)
\( du = \dfrac{x^{-\frac{1}{2}}\ dx}{2} \)
\( \Longrightarrow x^{-\frac{1}{2}}\ dx = 2\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( = 3\displaystyle\int {u^{\frac{1}{2}}\ 2du} \)
\( = 6\displaystyle\int {u^{\frac{1}{2}}\ du} \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{6u^{\frac{3}{2}}}{\frac{3}{2}} + C \)
\( = 4u^{\frac{3}{2}} + C \)
\( u \) değişkenlerini tekrar \( x \) cinsinden yazalım.
\( = 4(1 + x^{\frac{1}{2}})^{\frac{3}{2}} + C \)
\( = 4\sqrt{(1 + \sqrt{x})^3} + C \)
\( \displaystyle\int \dfrac{f'(\sqrt[3]{x})}{\sqrt[3]{x^2}}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \sqrt[3]{x} \)
\( du = \dfrac{1}{3\sqrt[3]{x^2}}\ dx \)
\( \Longrightarrow \dfrac{1}{\sqrt[3]{x^2}}\ dx = 3\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int \dfrac{f'(\sqrt[3]{x})}{\sqrt[3]{x^2}}\ dx \) \( = \displaystyle\int 3f'(u)\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = 3f(u) + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = 3f(\sqrt[3]{x}) + C \)
\( n \ne -1 \) olmak üzere,
\( \displaystyle\int [f(ax)]^nf'(ax)\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = f(ax) \)
\( du = f'(ax) \cdot (ax)'\ dx \)
\( = a \cdot f'(ax)\ dx \)
\( \Longrightarrow f'(ax)\ dx = \dfrac{1}{a}\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int [f(ax)]^nf'(ax)\ dx \) \( = \displaystyle\int \dfrac{u^n}{a}\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{1}{a(n + 1)}u^{n + 1} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \dfrac{1}{a(n + 1)}[f(ax)]^{n + 1} + C \)
\( \displaystyle\int_1^3 f(3x)\ dx = 6 \) olduğuna göre,
\( \displaystyle\int_3^9 f(x)\ dx \) integralinin sonucu kaçtır?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = 3x \)
\( du = 3\ dx \)
\( \Longrightarrow dx = \dfrac{1}{3}\ du \)
\( u \) değişkeni için integralin sınır değerlerini bulalım.
\( u(1) = 3(1) = 3 \)
\( u(3) = 3(3) = 9 \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım ve integralin sınır değerlerini \( u \) için güncelleyelim.
\( \displaystyle\int_1^3 f(3x)\ dx = \dfrac{1}{3}\displaystyle\int_3^9 f(u)\ du = 6 \)
\( \displaystyle\int_3^9 f(u)\ du = 18 \)
İntegral değişkenini \( x = u \) olarak değiştirmemiz integral değerini değiştirmez.
\( \displaystyle\int_3^9 f(x)\ dx = 18 \)
\( \displaystyle\int_0^9 \dfrac{1}{\sqrt{\sqrt{x} + 1}}\ dx \) integralinin değeri nedir?
Çözümü GösterKöklü ifadeye değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \sqrt{\sqrt{x} + 1} \)
\( \Longrightarrow u^2 = \sqrt{x} + 1 \)
\( \Longrightarrow u^2 - 1 = \sqrt{x} \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( 2u\ du = \dfrac{1}{2\sqrt{x}}\ dx \)
Verilen ifadenin payını ve paydasını \( 2\sqrt{x} \) ile çarpalım.
\( \displaystyle\int_0^9 \dfrac{2\sqrt{x}}{\sqrt{\sqrt{x} + 1} \cdot 2 \sqrt{x}}\ dx \)
Verilen integral ifadesini \( u \) cinsinden yazalım.
\( = \displaystyle\int_{x = 0}^{x = 9} \dfrac{2 (u^2 - 1)}{u} \cdot 2u \ du \)
\( = \displaystyle\int_{x = 0}^{x = 9} 4 (u^2 - 1)\ du \)
\( = 4\displaystyle\int_{x = 0}^{x = 9} (u^2 - 1)\ du \)
Sınır değerlerini \( u \) cinsinden yazalım.
\( u(0) = \sqrt{\sqrt{0} + 1} = 1 \)
\( u(9) = \sqrt{\sqrt{9} + 1} = 2 \)
\( = 4\displaystyle\int_{u = 1}^{u = 2} (u^2 - 1)\ du \)
Elde ettiğimiz ifadenin integralini alalım.
\( = 4 \cdot (\dfrac{u^3}{3} - u)|_1^2 \)
\( = 4 \cdot [(\dfrac{2^3}{3} - 2) - (\dfrac{1^3}{3} - 1)] \)
\( = \dfrac{16}{3} \) bulunur.
\( \displaystyle\int {\dfrac{2\sin{x}}{\sin{x} - \cos{x}}\ dx} \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü Gösterİfadenin payına \( \cos{x} \) ekleyip çıkaralım.
\( \displaystyle\int {\dfrac{2\sin{x} + \cos{x} - \cos{x}}{\sin{x} - \cos{x}}\ dx} \)
\( = \displaystyle\int {\dfrac{\sin{x} + \cos{x} + \sin{x} - \cos{x}}{\sin{x} - \cos{x}}\ dx} \)
İfadeyi iki kesrin toplamı şeklinde yazalım.
\( = \displaystyle\int (\dfrac{\sin{x} + \cos{x}}{\sin{x} - \cos{x}} + \dfrac{\sin{x} - \cos{x}}{\sin{x} - \cos{x}})\ dx \)
\( = \displaystyle\int (\dfrac{\sin{x} + \cos{x}}{\sin{x} - \cos{x}} + 1)\ dx \)
\( = \displaystyle\int {\dfrac{\sin{x} + \cos{x}}{\sin{x} - \cos{x}}\ dx} + \displaystyle\int {1\ dx} \)
İkinci terimin integralini alalım.
\( = \displaystyle\int {\dfrac{\sin{x} + \cos{x}}{\sin{x} - \cos{x}}\ dx} + x + C \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirelim.
\( u = \sin{x} - \cos{x} \)
Her iki tarafın diferansiyelini alalım.
\( du = (\cos{x} + \sin{x})\ dx \)
Son ifadede bu değişkenleri yerine koyalım.
\( = \displaystyle\int {\dfrac{1}{u}\ du} + x + C \)
Birinci terimin integralini alalım.
\( = \ln{\abs{u}} + x + C \)
İfadede \( u \) değişkeni yerine \( x \) cinsinden karşılığını yazdığımızda verilen ifadenin integralini buluruz.
\( = \ln{\abs{\sin{x} - \cos{x}}} + x + C \)
\( \displaystyle\int_{\frac{1}{3}}^{\frac{2}{3}} \dfrac{6x + 3}{(36x^2 + 36x)^2}\ dx \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü Gösterİntegrali alınan ifadeyi düzenleyelim.
\( \displaystyle\int_{\frac{1}{3}}^{\frac{2}{3}} \dfrac{6x + 3}{(36x^2 + 36x)^2}\ dx = \displaystyle\int_{\frac{1}{3}}^{\frac{2}{3}} \dfrac{6x + 3}{((6x + 3)^2 - 9)^2}\ dx \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = (6x + 3)^2 \)
\( du = 12(6x + 3)\ dx \)
\( \Longrightarrow (6x + 3)\ dx = \dfrac{du}{12} \)
\( u \) değişkeni için integralin sınır değerlerini bulalım.
\( u(\frac{1}{3}) = (6(\frac{1}{3}) + 3)^2 = 25 \)
\( u(\frac{2}{3}) = (6(\frac{2}{3}) + 3)^2 = 49 \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int_{\frac{1}{3}}^{\frac{2}{3}} \dfrac{6x + 3}{((6x + 3)^2 - 9)^2}\ dx \)
\( = \displaystyle\int_{25}^{49} \dfrac{1}{12(u - 9)^2}\ du \)
İfadenin integralini alalım.
\( = (-\dfrac{1}{12(u - 9)})|_{25}^{49} \)
\( = (-\dfrac{1}{12(49 - 9)}) - (-\dfrac{1}{12(25 - 9)}) \)
\( = -\dfrac{2}{12 \cdot 80} + \dfrac{5}{12 \cdot 80} \)
\( = \dfrac{1}{320} \) bulunur.
\( \displaystyle\int {(x^3 + 6x^2 - 16)(x^2 + 4x - 8)^7\ dx} \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterBirinci parantez içindeki polinomu ikinci parantez içindeki polinoma böldüğümüzde bölme işleminin kalansız olduğu görülür.
\( x^3 + 6x^2 - 16 = (x^2 + 4x - 8)(x + 2) \)
Dolayısıyla verilen integral ifadesini aşağıdaki şekilde yazabiliriz.
\( \displaystyle\int {(x^3 + 6x^2 - 16)(x^2 + 4x - 8)^7\ dx} \)
\( = \displaystyle\int {(x + 2)(x^2 + 4x - 8)(x^2 + 4x - 8)^7\ dx} \)
\( = \displaystyle\int {(x + 2)(x^2 + 4x - 8)^8\ dx} \)
Aşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = x^2 + 4x - 8 \)
\( du = (2x + 4)\ dx \)
\( \Longrightarrow (x + 2)\ dx = \dfrac{du}{2} \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int {(x + 2)(x^2 + 4x - 8)^8\ dx} \)
\( = \displaystyle\int {\dfrac{u^8}{2}\ du} \)
İfadenin integralini alalım.
\( = \dfrac{u^9}{18} + C \)
\( u \) değişkenlerinin \( x \) karşılıklarını yazalım.
\( = \dfrac{(x^2 + 4x - 8)^9}{18} + C \)
\( \displaystyle\int {\dfrac{4}{x + \sqrt[3]{x}}\ dx} \) integralinin sonucu nedir?
Çözümü GösterAşağıdaki şekilde değişken değiştirme uygulayalım.
\( u = \sqrt[3]{x} \)
\( \Longrightarrow x = u^3 \)
\( du = \dfrac{1}{3x^{\frac{2}{3}}}\ dx \)
\( \Longrightarrow dx = 3x^{\frac{2}{3}}\ du \)
\( \Longrightarrow dx = 3u^2\ du \)
\( x \) değişkenlerinin \( u \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int {\dfrac{4}{x + \sqrt[3]{x}}\ dx} = \displaystyle\int {\dfrac{4}{u^3 + u} \cdot 3u^2\ du} \)
\( = \displaystyle\int {\dfrac{12u}{u^2 + 1}\ du} \)
Elde ettiğimiz ifadeye tekrar değişken değiştirme uygulayalım.
\( t = u^2 + 1 \)
\( dt = 2u\ du \)
\( \Longrightarrow u\ du = \dfrac{dt}{2} \)
\( u \) değişkenlerinin \( t \) karşılıklarını yazalım.
\( \displaystyle\int {\dfrac{12u}{u^2 + 1}\ du} = \displaystyle\int {\dfrac{12}{t} \cdot \dfrac{dt}{2}} \)
\( = \displaystyle\int {\dfrac{6}{t}\ dt} \)
İfadenin integralini alalım.
\( = 6\ln{\abs{t}} + C \)
\( t \) değişkenlerini tekrar \( u \) cinsinden yazalım.
\( = 6\ln{\abs{u^2 + 1}} + C \)
\( u \) değişkenlerini tekrar \( x \) cinsinden yazalım.
\( = 6\ln{\abs{(\sqrt[3]{x})^2 + 1}} + C \)
\( = 6\ln{\abs{\sqrt[3]{x^2} + 1}} + C \)