Belirsiz Integraller. 1.1 Ilkel Fonksiyon ve Belirsiz Integral. 1.1.1 Temel Tan mlar ve Sonuc. lar



Benzer belgeler
fonksiyonu, her x 6= 1 reel say s için tan ml d r. (x 1)(x+1) = = x + 1 yaz labilir. Bu da; f (x) = L

mat 103. Çal şma Sorular 1

SORULAR. 1. Aşa¼g daki limitleri bulunuz. Cevab n z n aşamalar n belirtiniz. lim. 1 n sin. lim. q 1 x 1+x

ÜN TE II L M T. Limit Sa dan ve Soldan Limit Özel Fonksiyonlarda Limit Limit Teoremleri Belirsizlik Durumlar Örnekler

Iki Boyutlu Sabit Katsay l Lineer Homogen Diferensiyel Denklem Sistemleri (Euler Metodu)

Y = f(x) denklemi ile verilen fonksiyonun diferansiyeli dy = f '(x). dx tir.

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP. Sabit Nokta ve Fonksiyonel Yineleme. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP FONKS IYONLARA YAKLAŞIM. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

1. GİRİŞ Örnek: Bir doğru boyunca hareket eden bir cismin başlangıç noktasına göre konumu s (metre), zamanın t (saniye) bir fonksiyonu olarak

Bir H Hilbert uzay üzerinde herhangi bir kompakt simetrik T operatörü için,

(z z 0 ) n. n=1. Z f (z) dz = 2ib 1

ANADOLU ÜNİVERSİTESİ AÇIKÖĞRETİM FAKÜLTESİ İLKÖĞRETİM ÖĞRETMENLİĞİ LİSANS TAMAMLAMA PROGRAMI. Analiz. Cilt 2. Ünite 8-14

fonksiyonu için in aralığındaki bütün değerleri için sürekli olsun. in bu aralıktaki olsun. Fonksiyonda meydana gelen artma miktarı

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP. SAYISAL TÜREV ve INTEGRAL. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

6 Devirli Kodlar. 6.1 Temel Tan mlar

MIT Açık Ders Malzemeleri Kompleks Değişkenli Fonksiyonlar 2008 Güz

SDÜ Matematik Bölümü Analiz-IV Final S nav

2010 oldu¼gundan x 2 = 2010 ve

BÖLÜM 1. stanbul Kültür Üniversitesi. Fonksiyonlar - Özellikleri ve Limit Kavram. ³eklinde tanmlanan fonksiyona Dirichlet fonksiyonu ad verilir.

7 TAYLOR SER I GÖSTER IMLER I

OPERATÖRLER BÖLÜM Giriş Aritmetik Operatörler

MAT 101, MATEMATİK I, FİNAL SINAVI 08 ARALIK (10+10 p.) 2. (15 p.) 3. (7+8 p.) 4. (15+10 p.) 5. (15+10 p.) TOPLAM

Do ufl Üniversitesi Matematik Kulübü Matematik Bireysel Yar flmas 2004 Soru ve Yan tlar

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP L INEER OLMAYAN DENKLEMLER IN ÇÖZÜMÜ 1 / Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

1998 ULUSAL ANTALYA MATEMAT IK OL IMP IYATI B IR INC I AŞAMA SORULARI

8 LAURENT SER I GÖSTER IMLER I

POL NOMLAR. Polinomlar

Diferensiyel Denklemler I Uygulama Notları

2. Topolojik Uzaylarda Ba¼glant l l k Ba¼glant l Topolojik Uzaylar. Tan m (X; ) topolojik uzay n n her biri boş kümeden farkl olan ayr k

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP L INEER S ISTEMLER IN ÇÖZÜMÜ. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi, Gazi Kitabevi 2012

NÜMER IK ANAL IZ. Nuri ÖZALP MATEMAT IKSEL ÖNB ILG ILER. Bilimsel Hesaplama Matemati¼gi

ÜNİTE 5 KESİKLİ RASSAL DEĞİŞKENLER VE OLASILIK DAĞILIMLARI

TG 12 ÖABT İLKÖĞRETİM MATEMATİK

Olasılık ve İstatistik Dersinin Öğretiminde Deney ve Simülasyon

2. (1 + y ) ln(x + y) = yy dif. denk. çözünüz. 3. xy dy y 2 dx = (x + y) 2 e ( y/x) dx dif. denk. çözünüz.

1) 6 kişilik bir aile yuvarlak bir masa etraf nda, anne ile baban n yan yana oturmamas koşulu ile kaç farkl biçimde oturabilir?

DENKLEMLER CAUCHY-EULER DENKLEMİ. a n x n dn y dx n + a n 1x n 1 dn 1 y

MATEMAT IK-I (SORULAR)

ıfırdan büyük olan rasyonel sayılara pozitif rasyonel sayılar, sıfırdan küçük rasyonel sayılar da negatif rasyonel sayılar denir.

Baki Karl ¼ga. Gazi Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Matematik Bölümü Ankara/Türkiye

Math 322 Diferensiyel Denklemler Ders Notları 2012

TEMEL KAVRAMLAR MATEMAT K. 6. a ve b birer do al say r. a 2 b 2 = 19 oldu una göre, a + 2b toplam kaçt r? (YANIT: 28)

DÜZCE ÜN IVERS ITES I FEN-EDEB IYAT FAKÜLTES I

2014 LYS MATEMATİK. P(x) x 2 x 3 polinomunda. 2b a ifade- x lü terimin. olduğuna göre, katsayısı kaçtır? değeri kaçtır? ifadesinin değeri kaçtır? 4.

Basit Kafes Sistemler

1.3. Normal Uzaylar. Bu bölümde; regülerlikten daha kuvvetli bir ay rma aksiyomu tan mlanarak. baz temel özellikleri incelenecektir.

Limit. 1.1 Soldan ve Sağdan Yaklaşım. 1.2 Fonksiyonun Limiti

BİR SAYININ ÖZÜ VE DÖRT İŞLEM

EEM 202 DENEY 5 SERİ RL DEVRESİ

LİMİT. lim f(x) = L yazılır. lim. lim x a dır. lim g( clim

Bu yaz girifle gereksinmiyor. Do rudan, kan tlayaca m z

Kenan Osmanoğlu / Kerem Köker. KPSS Matematik Konu Anlatımlı ISBN Kitapta yer alan bölümlerin tüm sorumluluğu yazarına aittir.

Matematik 1 - Alıştırma 1. i) 2(3x + 5) + 2 = 3(x + 6) 3 j) 8 + 4(2x + 1) = 5(x + 3) + 3

DERS: MATEMATİK I MAT101(04)

x e göre türev y sabit kabul edilir. y ye göre türev x sabit kabul edilir.

[ 1, 1] alınırsa bu fonksiyon birebir ve örten olur. Bu fonksiyonun tersine arkkosinüs. f 1 (x) = sin 1 (x), 1 x 1

T I M U R K A R A Ç AY - H AY D A R E Ş C A L C U L U S S E Ç K I N YAY I N C I L I K A N K A R A

Diferansiyel denklemler uygulama soruları

EK III POTANSİYELİN TANIMLANMASI

İLKÖĞRETİM 6., 7., 8. SINIFLAR MATEMATİK DERSİ MÜFREDAT PROGRAMINDA GEÇEN CEBİR KONULARININ İNCELENMESİ MAT YL

1.BÖLÜM SORU SORU. (x 1) (x 3) = A + B. x 3 ise, d(p(x)) ve d(q(x)) polinomlar n derecelerini göstermek. A. B çarp m kaçt r?

VECTOR MECHANICS FOR ENGINEERS: STATICS


İleri Diferansiyel Denklemler

TOBB-ETU, Iktisat Bölümü Macroeconomics II (IKT 234) Ozan Eksi Çal şma Sorular - Cevaplar. 1 Ozan Eksi (TOBB-ETU)

1995 ÖYS. a+ =3a a= Cevap:D. Çözüm: Çözüm: Çözüm:

ANT TÜREV VE NTEGRAL HESAPLAMA YÖNTEMLER

MAT223 AYRIK MATEMATİK

İleri Diferansiyel Denklemler

Türev Uygulamaları. 4.1 Bağımlı Hız

28/04/2014 tarihli LYS-1 Matematik-Geometri Testi konu analizi SORU NO LYS 1 MATEMATİK TESTİ KAZANIM NO KAZANIMLAR 1 / 31

EĞİTİM VE ÖĞRETİM YILI TED KDZ EREĞLİ KOLEJİ ORTAOKULU MATEMATİK 8.SINIF ÜNİTELENDİRİLMİŞ YILLIK PLANDIR.

DİKKAT! SORU KİTAPÇIĞINIZIN TÜRÜNÜ "A" OLARAK CEVAP KÂĞIDINA İŞARETLEMEYİ UNUTMAYINIZ. SAYISAL BÖLÜM SAYISAL-2 TESTİ

İleri Diferansiyel Denklemler

TANIM : a, a, a, a,..., a R ve n N olmak üzere,

Ç NDEK LER. Bölüm 4: Üslü Say lar...44 Üslü fadeler...44 Al t rmalar...47 Test Sorular...49

(m+2) +5<0. 7/m+3 + EŞİTSİZLİKLER A. TANIM

n ; = w! =(w 1 ; :::; w n ) (1.2.2) ; :::; + :::

ANALOG LABORATUARI İÇİN BAZI GEREKLİ BİLGİLER

İÇİNDEKİLER. Bölüm 2 CEBİR 43

B02.8 Bölüm Değerlendirmeleri ve Özet

0 dan matematik. Bora Arslantürk. çalışma kitabı

Bu tanım aralığı pozitif tam sayılar olan f(n) fonksiyonunun değişim aralığı n= 1, 2, 3,, n,

LĐMĐT ÖSS ÖYS YILLAR SAĞDAN VE SOLDAN LĐMĐT. ÇÖZÜM: x=2 f(x) de yerine yazılır cevap:7

İÇİNDEKİLER. Ön Söz...2. Adi Diferansiyel Denklemler...3. Birinci Mertebeden ve Birinci Dereceden. Diferansiyel Denklemler...9

1. GRUPLAR. c (Birleşme özelliği) sağlanır. 2) a G için a e e a a olacak şekilde e G (e ye birim eleman denir) vardır.

Kukla Değişkenlerle Bağlanım

Analiz III Ara S nav Sorular 24 Kas m 2010

YAŞ PROBLEMLERİ Test -1

İleri Diferansiyel Denklemler

PERGEL YAYINLARI LYS 1 DENEME-6 KONU ANALİZİ SORU NO LYS 1 MATEMATİK TESTİ KAZANIM NO KAZANIMLAR

SÜREKLİLİK. 9.1 Süreklilik ve Süreksizlik Kavramları

biçimindeki ifadelere iki değişkenli polinomlar denir. Bu polinomda aynı terimdeki değişkenlerin üsleri toplamından en büyük olanına polinomun dereces

Ortak Akıl MATEMATİK DENEME SINAVI

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 SAYILAR 11 Bölüm 2 KÜMELER 31 Bölüm 3 FONKSİYONLAR

DENEY 2: PROTOBOARD TANITIMI VE DEVRE KURMA

Örnek...6 : Yandaki bölme işleminde A ve n birer doğal sayıdır. A nın alabileceği en küçük ve en bü yük değerleri bulunu z.

SEYAHAT PERFORMANSI MENZİL

12.Konu Rasyonel sayılar

Elektrik Makinaları I. Senkron Makinalar Stator Sargılarının oluşturduğu Alternatif Alan ve Döner Alan, Sargıda Endüklenen Hareket Gerilimi

Transkript:

Ic. indekiler Belirsiz Integraller 3. Ilkel Fonksiyon ve Belirsiz Integral................ 3.. Temel Tan mlar ve Sonuc.lar............... 3. Temel Integral Alma Yöntemleri................ 0.. De giṣken De giṣtirme Yöntemi.............. 0.. K smi Integrasyon Yöntemi............... 4..3 Rasyonel Kesirlerin Integrallenmesi.............4 Baz Irrasyonel Cebirsel Ifadelerin Integrallenmesi... 6..5 Binom Diferensiyellerinin Integrallenmesi........ 9.3 Trigonometrik ifadelerin Integrallenmesi............ 30

Bölüm Belirsiz Integraller Matematikte ve hemen hemen bütün bilim dallar nda verilen bir fonksiyonun türevinin bulunmas iṣleminin tersi olan integral alma, yani, türevi belli olan fonksiyonun kendisinin bulunmas problemi ile karṣ laṣ l r. Bu bölümde analizin en önemli kavramlar ndan biri olan ilkel fonksiyon ve belirsiz integral kavramlar tan mlanacak ve c.eṣitli integral alma yöntemleri incelenecektir.. Ilkel Fonksiyon ve Belirsiz Integral.. Temel Tan mlar ve Sonuc. lar Sonlu veya sonsuz (ac. k, kapal veya yar ac. k) bir I R aral g ve I üzerinde tan ml f; F : I! R fonksiyonlar verilmiṣ olsun. Tan m.. : E ger, F fonksiyonu I üzerinde türevlenebilir ve 8 I ic.in F 0 () f() ise, F () fonksiyonuna f nin I üzerinde ilkel fonksiyonu (veya antitürevi) denir. Not: a; b R; I [a; b] (ya da I [a; ) veya I ( ; b];) durumunda F nin a noktas nda sa gdan ve b noktas nda soldan türevlenebilir 3

4 Belirsiz Integraller oldu gu varsay l r. Verilen bir noktada türevli bir fonksiyon bu noktada sürekli oldu guna göre f nin I üzerindeki F ilkel fonksiyonu I üzerinde süreklidir. Örne gin, F () 4 4 ve F () sin fonksiyonlar s ras yla f () 3 ve f () cos fonksiyonlar ninn R üzerinde ilkel fonksiyonlar d r, c.ünkü 8 R ic.in ( 4 4 )0 3 ve (sin ) 0 cos dir. F 3 () p ve F 4 () ln fonksiyonlar s ras yla f 3 () p ve f 4 () fonksiyonlar n n ( ; ) ve (0; +) üzerinde ilkel fonksiyonlar d r, c.ünkü 8 ( ; ) ic.in ( p ) 0 p ve 8 (0; +) ic.in (ln ) 0 dir. Teorem.. : I R üzerinde türevlenebilir iki F; G : I! R fonksiyonlar n n ayn bir f : I! R fonksiyonunun ilkel fonksiyonlar olmas ic. in gerek ve yeter koṣul G() F () fonksiyonunun I üzerinde sabit bir fonksiyon, yani c key bir say olmak üzere 8 I ic.in G() F () + c olmas d r. Ispat: E ger, F : I! R fonksiyonu f nin I üzerinde bir ilkel fonksiyonu, yani 8 I ic.in F 0 () f() ise, c key bir say olmak üzere 8 I ic.in (F () + c) 0 F 0 () f() oldu guna göre F () + c fonksiyonu da f nin I üzerinde bir ilkel fonksiyonudur. E ger, F; G : I! R fonksiyonlar f nin I üzerinde iki ilkel fonksiyonlar, yani 8 I ic.in F 0 () f() G 0 () ise, 8 I ic.in (G() F ()) 0 G 0 () F 0 () f() f() 0 elde ederiz ki buradan G F fonksiyonu I üzerinde sabit bir fonksiyon, yani c key bir say olmak üzere 8 I ic.in G() F () c veya G() F () + c oldu gu anlaṣ l r. Tan m..3 : I R üzerinde tan ml f : I! R fonksiyonunun I üzerindeki tüm ilkel fonksiyonlar s n f na f nin I üzerinde belirsiz integrali denir ve f()d (.) sembolü ile gösterilir. R simgesine integral iṣareti, f() ifadesine integrant ve e de integrasyon de giṣkeni denir.

Ilkel Fonksiyon ve Belirsiz Integral 5 E ger, F : I! R fonksiyonu f nin I üzerinde bir ilkel fonksiyonu ise, Teorem.. gere gince c key bir say olmak üzere f()d F () + c (.) olur. Burada, c ye integrasyon sabiti denir. Örne gin, p fonksiyonu ( ; ) üzerinde p fonksiyonunun bir ilkel fonksiyonu oldu guna göre, c key bir say olmak üzere 8 ( p d p + c olur. Not: ; ) ic.in Verilen bir fonksiyonun herhangi bir aral k üzerindeki ilkel fonksiyonunun (veya belirsiz integralinin) varl gi problemi 6. Bölümde incelenecektir. Ṣimdilik belirtelim ki, bir I R aral ginda sürekli her fonksiyonun bu aral k üzerindeki ilkel fonksiyonu (veya belirsiz integrali) vard r (Bkz. Böl.6.4). Örnek..4 : f() sgn fonksiyonunun her I ( ; 0) (veya I (0; +)) aral ginda ilkel fonksiyonunun varl g n ve 0 I olmak üzere her I R aral ginda ilkel fonksiyonunun var olmad g n gösteriniz. C. özüm: Her I ( ; 0) (veya (I (0; +)) üzerinde sgn (sgn ) oldu guna göre, c key bir say olmak üzere 8 I ic.in F () oldu gu ac. kt r. +c (F () +c) fonksiyonu I üzerinde f nin bir ilkel fonksiyonu Ṣimdi a < 0 ve b > 0 olmak üzere f nin [a; b] üzerinde ilkel fonksiyonunun varolmad g n görelim. sgn fonksiyonunun s ras yla [a; 0) ve (0; b] aral klar nda ilkel fonksiyonlar F () + c ve F () + c dir. Burada,c ve c key say lard r. 0 noktas nda tan ml oldu gu varsay lsa bile ( + c ; [a; 0); F () + c ; (0; b]

6 Belirsiz Integraller fonksiyonu 0 noktas nda türevli de gildir. Demek ki, f() sgn fonksiyonunun 0 noktas n ic.eren her I R aral g üzerinde ilkel fonksiyonu yoktur. Ṣimdi belirsiz integrallerin aṣa g daki özelliklerini verelim. () ( R f()d) 0 f() veya d( R f()d) f()d: () R df () F () + c: (3) R [f() g()]d R f()d R g()d: (4) Her 6 0 reel say s ic.in [f()]d f()d: (3) ve (4) özellikleri gözönüne al n rsa ve s f rdan farkl herhangi reel say lar olmak üzere [f() + g()]d yaz labilir. f()d + g()d (5) Herhangi bir I R aral g nda F 0 () f() ise a 6 0 ve b herhangi reel say lar olmak üzere f(a + b)d F (a + b) + c a dir. S ralanan bu özelliklerin do gru oldu gu türevle ilgili bilgilere dayanarak ispatlanabilir. Örne gin, (4) özelli ginin do gru oldu gunu gösterelim. () özelli gi gözönüne al narak her iki taraf n türevi al n rsa ( f()]d) 0 ( f()d) 0 ) f() f()

Ilkel Fonksiyon ve Belirsiz Integral 7 elde ederiz. 6 0 koṣulunu inceleyelim. E ger, F : I! R fonksiyonu f : I! R nin I üzerinde bir ilkel fonksiyonu ise c key bir say olmak üzere 8 I ic.in R [0f()]d R 0d c; fakat, 0 R f()d 0(F () + c) 0 olur. Böylece 0 durumunda (4) özelli gi genel olarak sa glanamaz. Not: Ṣu ana kadar ifade edilenlerden de anlaṣ laca g gibi (3) ve (4) teki eṣitlikler veya belirsiz integraller ic.eren herhangi iki ifadenin eṣitli gi fonksiyonlardan oluṣan iki kümenin eṣitli gi anlam n taṣ maktad r. (3) özelli gi sa g taraf iki kümenin aritmetik toplam d r. Demek ki, (3) özelli gi f ve g fonksiyonlar n n ilkel fonksiyonlar n n toplam f + g nin bir ilkel fonksiyonu f ve g lerin herhangi ilkel fonksiyonlar n n toplam olmas demektir. E ger, F : I! R (I R) fonksiyonu bir f : I! R fonksiyonunun I üzerinde bir ilkel fonksiyonu, yani 8 I ic.in F 0 () f() ise c key bir say olmak üzere f()d F () + c olacakt r. Demek ki, integrali al nacak ifadenin (integrant n) hangi fonksiyonun türevi oldu gu görülebiliyorsa, bu fonksiyona key bir c sabit say s eklemek suretiyle integral al nm ṣ olur. Buna göre, diferensiyel hesab nda elementer fonksiyonlarla ilgili gördü gümüz temel türev formülleri (Bkz. Böl. 4, Tablo 4.) yard m yla aṣa g daki integral formüllerini tablo halinde yazabiliriz. () R d + + + c ( 6 ): () R d ln j j +c ( 6 0): (3) R a d a + c (a > 0; a 6 ): ln a (4) R e d e + c: (5) R sin d cos + c: (6) R cos d sin + c: (7) R d tan + c ( 6 + n; n ): cos

8 Belirsiz Integraller (8) R d sin cot + c ( 6 n; n ): (9) R sinh d cosh + c: (0) R cosh d sinh + c: () R d cosh () R d sinh tanh + c: coth + c ( 6 0): (3) R d + arctan + c arcot + c: (4) R d p arcsin + c arccos + c ( < < ): (5) R d + ln j j +c (j j6 ): (6) R d p + ln( + p + ) + c: (7) R d p ln( + p ) + c (j j> ): Örnek..5 : Aṣa g daki integralleri hesaplay n z. (a) A R (a 0 + a + + a n n )d; (b) A R 4 5 4p +3 d ( > 0); (c) A 3 R ( p ) 3 d ( > 0); (d) (e) A 4 R (3 + 5 ) d; A 5 R sin d; (f) A 6 R cos(a + b)d (a 6 0); (g) A 7 R sin(a + b)d (a 6 0): C. özüm: Verilen integraller integrantlar üzerinde gerekli sadeleṣtirmeler yap larak belirsiz integralin (3) ve (4) özellikleri yard m yla tablo integrallerinin uygulanabilece gi duruma dönüṣtürülerek hesaplan r. (a) A a 0 R d + a R d + + an R n d a 0 + a + + n + a n n+ + c:

Ilkel Fonksiyon ve Belirsiz Integral 9 (b) A R ( 3 5 4 + 3)d 3 d 5 4 d + 3 d 4 4 4p + 3 ln jj + c: (c) A 3 R ( 3 3 p + 3 ( p ) ( p )d ) 3 3 d 3 3 d + 3 d 3 d 4 4 6 5 p + 3 + p + c; > 0: (d) A 4 R (3 + :3 :5 + 5 )d 9 d + 5 d + 9 ln 9 + ln 5 5 + 5 ln 5 + c: (e) A 5 R ( cos )d (f) d cos d sin + c: Belirsiz integralin (5) özelli gine göre A 6 sin(a + b) + c a 5 d ve benzer ṣekilde (g) A 7 cos(a + b) + c; a 6 0: a olur. Not: Herhangi bir elementer fonksiyonun türevi de bir elementer fonksiyon oldu gunu Bölüm 4 te inceledik. Baṣka bir deyiṣle, elementer fonksiyonlar

0 Belirsiz Integraller s n f nda türev alma iṣlemi kapal l k özelli gine sahiptir. Fakat, bu s n fta söz konusu özellik integral alma iṣlemi ic.in gec.erli de gildir. Yani, baz elementer fonksiyonlar n belirsiz integrali elementer fonksiyon olmayabilir. Örne gin, R e d; R cos( )d; R sin( )d; R d (0 < 6 ); R cos R d; ln sin d; R p k sin (j k j< ) integralleri mevcut olmas na (Bkz. Böl. 5) ra gmen elementer fonksiyonlarla ifade edilemezler. Ileride esas hede miz geliṣtirilmiṣ c.eṣitli integraller alma yöntemleri yard m yla yukar da verdi gimiz tabloyu geniṣletmek olacakt r.. Temel Integral Alma Yöntemleri.. De giṣken De giṣtirme Yöntemi Teorem.. : J R aral g üzerinde tan ml '() (' : J! R) fonksiyonu J üzerinde sürekli türeve sahip bir fonksiyon ve I '(J) olmak üzere F (y)(f : I! R) fonksiyonu f(y) (f : I! R) fonksiyonunun I üzerinde herhangi bir ilkel fonksiyonu olsun. Bu durumda, F ('(t)) (F ' : J! R) fonksiyonu J üzerinde f('()) ' 0 () ((f ')' 0 : J! R) fonksiyonunun bir ilkel fonksiyonudur ve c key bir say olmak üzere f('())' 0 ()d F ('()) + c (.3) eṣitli gi do grudur. Eṣitlik (.3) aṣa g daki gibi iki yönde kullan l r. Birinci Yön: F ('()) + c ['() y dersek] F (y) + c f(y)dy oldu gunu gözönüne al rsak (.3) ten f('())' 0 ()d f(y)dy (.4)

Temel Integral Alma Yöntemleri elde edilir. Ikinci Yön: Verilen R f(y)dy integralinde y '() de giṣken de giṣimi yap l rsa, dy ' 0 ()d eṣitli gi gözönüne al nd g nda f(y)dy f('())' 0 ()d (.5) eṣitli gini elde ederiz. (.4) ve (.5) eṣitliklerine, belirsiz integrallerde de giṣken de giṣtirme (veya yerine koyma) formülleri denir. Not: (.4) ve (.5) formüllerinin uygulamalar nda, c. kan sonucu de giṣken de giṣtirmeden önceki ṣekilde ifade etmek gerekti ginden (.4) deki R f(y)dy integrali hesapland ktan sonra y '() dönüṣümü yard m yla tekrar de giṣkenine, (.5) deki R f('())' 0 ()d integrali hesapland ktan sonra y '() fonksiyonunun tersi olan ' (y) dönüṣümü yard m yla tekrar eski y de giṣkenine dönülür. Bu nedenle ' : J! I fonksiyonunun ' : I! J tersi mevcut olmal d r. Örnek.. : Aṣa g daki integralleri hesaplay n z. (a) A R tdt ; (b) A +t R (arctan t) 00 dt; +t (c) A 3 R (5t 6) 00 dt; (d) A 4 R t 5 dt; (3t) + (e) A 5 R dt (k N; t 6 a); (f) A (t a) k 6 R dt (a 6 0); a +t (g) A 7 R p d a (a > 0; j j< a); (h) A 8 R d (a 6 0; 6 a); a (i) A 9 R p d a (j j> a > 0); + (j) A 0 R d p a (jj > a > 0); (k) A R tan d ( 6 + k; k ); (l) A R d ( 6 k) : sin cos

Belirsiz Integraller C. özüm: (a) A ( + t ) 0 + t dt [y + t! dy ( + t ) 0 dt] dy y ln j y j + c ( + t ) + c: (b) A arctan t 00 (arctan t) 0 dt [y arctan t! dy (arctan t) 0 dt] y 00 dy y0 0 + c 0 (arctan t)0 + c (c) A 3 (5t 6) 00 (5t 6) 0 dt 5 [y 5t 6! dy (5t 6) 0 dt] y 00 dy y00 5 000 + c (5t 6)00 + c: 000 (d) A 4 ((3t) 6 ) 0 4374 3t + dy [y (3t) 6! dy ((3t) 6 ) 0 dt] dy 4374 y + 4374 arctan y + c 4374 arctan (3t)6 + c: (e) A 5 (t a) 0 (t a) dt k [y t a! dy (t a) 0 dt]

Temel Integral Alma Yöntemleri 3 dy y k 8 < ln j y j +c; : k ise; + c; k 6 ise: (k )y k 8 < ln j t a j +c; k ise; : + c; k 6 ise: (k )(t a) k (f) A 6 a ( t a )0 + t dt[y t a! dy ( t 0dt] a ) a a dy + y a arctan y + c a arctan t a + c: (g) A 7 ( a p )0 dt[y ( a ) a! dy ( a )0 d] dy p arcsin y + c arcsin( y a ) + c: (h) A 8 a a ( a )0 ( dt[y a ) a! dy ( a )0 d] dy y a ln j + y y j +c a ln j a + a j +c: (i) A 9 ( a )0 p d [y + ( ) a! dy ( a )0 d] a dy p ln(y + p y + ) + c + y (j) A 0 ln( + p + a ) + c: ( a p )0 ( a ) d dy p y ln(y + p y ) + c ln( a + p + a ) + c: (k) A (cos ) 0 cos d[y cos! dy (cos )0 d] dy ln j y j +c ln j cos j +c: y

4 Belirsiz Integraller Benzer ṣekilde, ( 6 k; k ) R cot d ln j sin j +c bulunur. cos (l) A (tan ) 0 tan d d [y tan! dy (tan ) 0 d] tan dy ln j y j +c ln j tan j +c y Buradan, d sin ( )0 sin cos d dy ln j tan y j +c sin y cos y ln j tan j +c; 6 k; k d cos ( + )0 sin( + )d dy sin y ln j tan y j +c ln j tan( + 4 ) j +c; 6 + k; k buluruz... K smi Integrasyon Yöntemi Teorem..3 : I R, u; v : I! R fonksiyonlar I üzerinde türevlenebilir ve v()u 0 () fonksiyonun I üzerinde ilkel fonksiyonu var olsun. Bu durumda, u()v 0 () fonksiyonunun da I üzerinde ilkel fonksiyonu vard r ve v()u 0 ()d u()v() v()u 0 ()d (.6) veya (u 0 ()d du ve v 0 ()d dv oldu gundan) udv uv vdu (.7) eṣitli gi do grudur. (.6) veya (.7) formlüne belirsiz integralin k smi integralleme formülü ad verilir.

Temel Integral Alma Yöntemleri 5 Not: Uygulamalarda u() ve v() fonksiyonlar n, (.6) veya (.7) deki : integralin hesab : integralin hesab ndan daha kolay olacak bic.imde sec.memiz gerekir. olur. Aṣa g daki durumlarda k smi integrasyon yönteminin kullan lmas uygun. Integrant, ln ; ln '(); arcsin ; arccos ; arctan ; arccot fonksiyonlar ndan herhangi biri ile belli bir v() fonksiyonunun türevinin c.arp m ise, u() olarak ad gec.en fonksiyonlar,dv olarak dv v 0 ()d kabul edilmesi uygun olur.. Integrant, P (); n: dereceden herhangi bir polinom olmak üzere, P ()e ; P () sin, P () cos bic.iminde ise, u() olarak P () ve dv olarak di ger k sm n kabul edilmesi uygun olur. Bu durumda k smi integralleme ardarda n kez uygulan r. 3. Integrant, e a sin(b); e a cos(b); sin(ln ); cos(ln ); vs. bic.iminde ise k smi integralleme iki kez uyguland g nda karṣ m za belli bir katsay ile hesab istenen integral c. kar. Elde edilen bu lineer denklemden hesab istenen integral bulunur. Örnek..4 : Aṣa g daki integralleri hesaplay n z. (a) A R 3 ln d ( R + ); (b) A R arctan d; (c) A 3 R sin(ln )d ( R + ); (d) A 4 R arccos d (j j ); (e) A 5 R arcsin d ( 6 0; j j< ); (f) A 6 R arctan p d ( 0); (g) A 7 R p a d (a R + ; j j a); (h) A 8 R p a d (a R + ; j j a); (i) A 9 R e a cos bd; (j) A 0 R e a sin bd (a 6 0);

6 Belirsiz Integraller (k) K n R d +a 4 (n N); (l) I n R d n a +b+c (b 4ac < 0; n N); (m) J n R A+B d (b 4ac < 0; n N); (a +b+c) 4 C. özüm: (a) u ln ; dv 3 d denirse du ln 4 d; v 4 oldu guna göre, (.7) den dolay A 4 4 ln 3 ln d [u ln ; dv 3 d denirse, du d; v 4 oldu guna göre, (.7) den] 4 4 4 ln 8 4 ln + 3 d 8 4 4 (ln ln + 8 ) + c: (b) u arctan ; dv d denirse, du d + ; v oldu guna göre, A arctan arctan + d d + arctan + arctan + c: (c) u sin(ln ); dv d denirse, du cos(ln )d; v oldu guna göre, (.7) den A 3 sin(ln ) cos(ln )d [u cos(ln ); dv d denirse, du sin(ln )d; v oldu guna göre, (.7) den] sin(ln ) cos(ln ) A 3

Temel Integral Alma Yöntemleri 7 Buradan, A 3 (sin(ln ) cos(ln )) + c bulunur. (d) u arccos ; dv d d denirse, du p ; v 3 3 (.7) den [u ; dv p oldu guna göre] (e) den A 4 3 3 arccos + 3 d denirse, du d; d v p 3 3 arccos p + 3 3 3 3 arccos p 3 3 3 3 arccos 3 3 p d d( ) p p p 9 p d p d( ) q ( ) 3 + c: u arcsin ; dv d denirse, du d p ; v A 5 arcsin d + p olur. Öte yandan, d p oldu guna göre, d q j j ( jj ) d( ) jj q ln ( jj ) oldu guna göre, oldu guna göre, (.7) sgnd(j j) sgnj j q ( jj ) j j + p + c A 5 arcsin + ln j j + p + c:

8 Belirsiz Integraller (f) u arctan p d ; dv d denirse, du ; v oldu guna göre, (+) (.7) den dolay A 6 arctan p d p ( + ) arctan p p ( + ) d arctan p p p + arctan + c: (g) u p a ; dv d denirse, du p a bulunur. A 7 p a + p a p a d a p a d + a p a + a arcsin a + c (h) u p a ; dv d denirse, du p A 8 p a p a d p a a p a d a d; v oldu gundan, d p a a d; v oldu gundan, d p a p a A 8 a ln j + p a j p a ) A 8 a ln j + p a j +c bulunur. Benzer ṣekilde, 8a 6 0 ic.in p + a d p + a + a ln j + p + a j +c oldu gu gösterilebilir. (i) u cos(b); dv e a d denirse, du b sin(b)d; v a ea oldu guna göre, (.7) den dolay A 9 a ea cos(b) + b a A 0

Temel Integral Alma Yöntemleri 9 olur. u sin(b); dv e a d denirse, du b cos(b)d; v a ea oldu guna göre, (.7) den dolay A 0 a ea sin(b) + b a A 9 denklem sisteminden buluruz. 8 < b A 9 A a 0 a ea cos(b) : b A a 9 + A 0 a ea sin(b) A 9 ea (a cos(b) + b sin(b)) a + b + c; A 0 ea (a sin(b) b cos(b)) a + b (k) u ( +a ) n ; dv d denirse, du n ( +a ) n+ d; v oldu guna göre, (.7) den dolay + c K n ( + a ) + n d n ( + a ) n+ ( + a ) + n + a a d n ( + a ) n+ ( + a ) + nk n n na K n+ ve buradan da K n+ na ( + a ) + n n na K n (.8) buluruz. Örnek..(f) den dolay K d + a a arctan a + c

0 Belirsiz Integraller dir. (.8) de n ye ; vs. de gerleri verildi ginde K ; K 3 vs. integralleri hesaplanabilir. Örne gin, d K ( + a ) buluruz. (l) a a K 3 4a 4a + a + a K ( + a ) + ( + a ) + 3 a 3 arctan a + c; 4a K ( + a ) + 3 8a 4 a + b + c a( + b a + c a ) a ( + b I n a n ( + b + a + 3 8a arctan 5 a + c d a ) + 4ac b 4a a ) + 4ac n b 4a oldu guna göre, [t + b ve a d 4ac b denirse] R 4a dt elde edilir. (.8) den a 4 (t +d ) n I n+ dt a n+ (t + d ) n+ t a n+ nd (t + d ) + n n nd dt (t + d ) n olur. Burada,t nin ve d nin de gerleri dikkate al narak gerekli iṣlemler yap ld g nda I n+ a + b a(n ) + n(4ac b ) (a + b + c) n n(4ac b ) I n (.9) formülü elde edilir. n ise I dt a t + d a d arctan t d + c a + b p arctan( p ) + c 4ac b 4ac b

Temel Integral Alma Yöntemleri olur. (.9) da n ye ; vs. de gerleri verildi ginde I ; I 3 vs. integralleri hesaplanabilir. Örne gin, n ise d I (a + b + c) a + b 4ac b a + b + c + a 4ac b J a + b 4ac b a + b + c + 4a (4ac b ) p a + b arctan( p 4ac b 4a b ) + c olur. (m) A + B A Ab (a + b) + B oldu gundan, a a A + B J n+ d (a + b + c) n+ A a + b d + (B Ab a (a + b + c) n+ a ) d (a + b + c) n+ A d(a + b + c) d + (B Ab a (a + b + c) n+ a )I n+ (.0) elde edilir. n 0 ise (.0) dan A + B J (a + b + c) d A d(a + b + c) a (a + b + c) + (B Ab a )I A a ln j Ba Ab a + b + c j + a p a + b arctan( p 4ac b ) + c 4ac b olur. n N ise (.0) dan J n+ A na(a + b + c) n + (B Ab a )I n+ (.) elde edilir. (.) de n ye ; vs. de gerleri verildi ginde J ; J 3 vs. integralleri hesaplanabilir. Örne gin, n ic.in (.) den A + B J (a + b + c) d A a(a + b + c) + (B Ab a )I

Belirsiz Integraller olur. Burada,I nin az önce bulunan de gerini yerine kor ve gerekli iṣlemleri yaparsak, olur. J + + A a(a + b + c) + Ba Ab a + b a (4ac b )(a + b + c) 4a (4ac b ) p a + b arctan( p 4ac b ) + c 4ac b (Ba Ab)(a + b) A a 4ac b a + b + c (Ba Ab) (4ac b ) p a + b arctan( p 4ac b + c 4ac b..3 Rasyonel Kesirlerin Integrallenmesi P n () a 0 n + a n + + a n + a n (a 0 6 0) ve Q m () b 0 m + b m + + b m + b m (b 0 6 0) s ras yla n. ve m. dereceden reel katsay l polinomlar olmak üzere Qm() P n() kesrine, rasyonel kesir (veya rasyonel fonksiyon) denir. m < n oldu gunda rasyonel kesire düzgün, m n oldu gunda ise düzgün olmayan rasyonel kesir ad verilir. m n oldu gunda polinomlar n bölünmesi kural ile düzgün olmayan Qm() rasyonel kesiri, P P n() m n(), m-n.dereceden, R() ise k. dereceden (k < n) bir polinom olmak üzere Q m() P n() P m n () + R k() bic P n().iminde yaz labilir.buna göre, düzgün olmayan key rasyonel kesrin integrali, belirli bir polinomla bir düzgün rasyonel kesirin integrallerinin toplam bic.iminde gösterilmiṣ olur.bu nedenle ileride yaln zca düzgün rasyonel kesirlerin integrallerinden bahsedece giz. Cebirin temel teoreminden yararlanarak aṣa g daki teoremi ispats z verebiliriz. Teorem..5 : ; ; k ; ; ; l ( + + k + ( + + l ) n) negatif olmayan tam say lar, d ; ; d k ; p ; q ; ; p l ; q l (4q s p s > 0; s ; ; l) reel say lar olmak üzere P n () ( d ) ( d k ) k ( + p + q ) ( + p l + q l ) l (.)

Temel Integral Alma Yöntemleri 3 olsun. Bu durumda Qm() P n() düzgün rasyonel kesiri (m < n) Q m () P n () + D() d ( d ) + + D () ( d ) + D() D + D(k) d k ( d k ) + + ( d k ) k + D(k) + A() + B () + + p + q (k) k A() + B () ( + p + q ) + + A () + B () ( + p + q ) + + A(l) + B (l) + A(l) + B (l) + p l + q l ( + p l + q l ) + A (l) l + B (l) l ( + p l + q l ) l (.3) bic.iminde, basit rasyonel kesirler ad verilen kesirlerin toplam ṣeklinde gösterilebilir. Burada, D ; D ; ; D k k ; A ; B ; ; A l l ; B l l Not: (.3) eṣitli gine, Q m() P n() reel say lard r. düzgün rasyonel kesirin basit kesirlere ayr l ṣ denir. Teorem..5 e göre paydas (.) eṣitli gi ile belirlenen Qm() P n() düzgün rasyonel kesrin integrallenmesi D; A ve B sabit say lar olmak üzere D ( d) ( 6 d; N); A + B ( + p + q) (4q p > 0; N) bic.imindeki basit kesirlerin integrallenmesine indirgenmiṣ olur. Bu integrallerin nas l hesapland g n..(l) ve..4(l) den biliyoruz. Q m() P n() ṣeklindeki rasyonel kesirin basit kesirlere ayr l ṣ nda (yani (.3) deki D; A ve B say lar n n bulunmas ic.in) aṣa g daki yöntemler kullan l r. (a) Belirsiz Katsay lar Yöntemi: Bu yönteme göre (.3) eṣitli ginin sa g taraf toplan p paylar eṣitlenir ve in ayn kuvvetlerinin katsay lar eṣitlenerek söz konusu sabitler (reel say lar) ic.in bir lineer denklem sistemi elde edilir. Bu denklem sistemi c.özülerek istenen sabitler bulunur. Örnek..6 : (+)( )( +) kesrini basit kesirlere ay r n z.

4 Belirsiz Integraller C. özüm: (+)( )( +) D (+) + D ( ) + A+B ( +) ) D ( )( + ) + D ( + )( + ) + (A + B)( + )( ) elde ederiz.her ikitarafta in ayn kuvvetlerinin katsay lar n birbirine eṣitle yip 0 : D + D B 0 : D + D A + B : D + D + A + B 0 3 : D + D + A 0 denklem sistemi buluruz. Sistemi c.özüp, D 6 ; D 4 5 ; A 3 0 ; B 0 bulur ve verilen kesir ic.in ( + )( )( + ) 6( + ) + 4 5( ) + 3 + 0( + ) ayr l ṣ n elde ederiz. Buna göre, olur. ( + )( )( + ) d 6 Not: d + + 4 d 5 3 + + d + 0 6 ln j j + ln j j 5 3 0 ln ( + ) + arctan + c; ( 6 ; 6 ) Örnek..6 dan da görüldü gü gibi genelde rasyonel kesrin basit kesirlere ayr l ṣ (yani, (.3) deki D; A ve B say lar n n bulunmas ) uzun ve yorucudur. Baz durumlarda bu say lar n bulunmas ic.in baṣka yöntemler de kullan l r. (b) d R say s P n () polinomunun katl kökü ve '(d) 6 0 olmak üzere Qm() P n() Qm() olsun. Bu durumda ( ( d) '() d) c.arpana (.3)

Temel Integral Alma Yöntemleri 5 ayr l ṣ nda D d + D ( d) + + D ( d) ṣeklinde bir toplam tekabül eder. Q m () P n () Q m () ( a) '() D ( a) + Q m() D '() ( a) '() özdeṣli ginde D say s n öyle sec.elim ki, a say s Q m () D '() in kökü olsun. Bunun ic.in D Qm(a) olmas yeterlidir. '(a) P n () polinomunun tüm kökleri reel ve basit oldu gu durumda (.3) tdeki D say lar n n tümü aṣa g daki gibi kolayca bulunabilir. d ; ; d n reel say lar P n () polinomunun farkl ve basit kökleri oldu gunda (kolayl k ic.in a 0 kabul edilir) Q m () P n () eṣitli ginin her iki taraf n Q m () ( d ) ( d n ) D + + D i + D i + D i+ + + D n d d i d i d i+ D i buluruz. Örne gin, d i ye c.arp p elde edilen eṣitlikte d i yazarsak Q m (d i ) (d i d ) (d i d i )(d i d i+ ) (d i d n ) Q () P 4 () + ( )( + )( + ) D + D + D 3 + + D 4 eṣitli ginden (d 0; d ; d 3 D D ; d 4 ic.in) Q (d ) (d d )(d d 3 )(d d 4 ) ; Q (d ) (d d )(d d 3 )(d d 4 ) 3 ; d n D 3 D 4 Q (d 3 ) (d 3 d )(d 3 d )(d 3 d 4 ) 6 ; Q (d 4 ) (d 4 d )(d 4 d )(d 4 d 3 ) 3

6 Belirsiz Integraller buluruz. Sonuc.ta, ( + )( + )( + ) 3 ( ) 6( + ) + 3( ) olur. Yukar da söylenenlere göre rasyonel kesrin integralini hesaplamak ic.in ṣu yolu takip etmemiz gerekir. () Verilen rasyonel kesir, düzgün de gilse, o bir polinom ile bir düzgün rasyonel kesrin toplam ṣeklinde yaz l r. () Elde edilen düzgün rasyonel kesirde payda basit c.arpanlara ayr l r. (3) Düzgün rasyonel kesir basit kesirlere ayr l r. (4) Ayr l ṣ yap ld g nda elde edilen polinom ve basit kesirler integrallenir. Bilindi gi gibi, polinom ve basit kesirlerin belirsiz integralleri elemanter (rasyonel, logaritmik ve ters trigonometrik )fonksiyonlarla ifade edilebilir. Buna göre, rasyonel kesirlerin integrallenmesi üzerine aṣa g daki teoremi verebiliriz. Teorem..7 : Her rasyonel kesrin paydas s f rdan farkl olan her aral kta elemanter (rasyonel, logaritmik ve ters trigonometrik) fonksiyonlarla ifade edilebilen belirsiz integrali vard r. Ileride esas hede miz irrasyonel, trigonometrik vs. ifadelerin integralinin hesaplanmas problemini rasyonel kesirlerin integrallenmesine dönüṣtürmek olacakt r...4 Baz Irrasyonel Cebirsel Ifadelerin Integrallenmesi a 00 ; a 0 ; a 0 ; ; a 0n herhangi sabit reel say lar olmak üzere P n (; y) a 00 +a 0 +a 0 y+a 0 +a y+a 0 y + +a 0n y n ṣeklindeki fonksiyona ve y

Temel Integral Alma Yöntemleri 7 nin kuvvetlerine göre. dereceden polinom ad verilir. P n (; y) ve Q m (; y), ve y ye göre s ras yla n. ve m. derecen iki polinom ise, R(; y) Qm(;y) P n(;y) kesrine ve y ye göre iki de giṣkenli rasyonel fonksiyon (veya rasyonel kesir), R(f(); g()) ifadesine de f ve g nin rasyonel fonksiyonu denir. Örne gin, R(sin ; cos ) sin3 + cos ; sin ve cos in, R(p ; 3p ) p + 3p cos sin + + 3p ; p ve 3p in rasyonel fonksiyonudur. () R R(; y()) d ṣeklinde integraller. Burada,R(; y); ve y y() in bir rasyonel fonksiyonudur. E ger, bu integralde (t) de giṣken de giṣirmesi yap ld g nda ve (t) ve y y((t)), t nin bir rasyonel fonksiyonu oluyorsa, R((t); y((t))) 0 (t) de t nin bir rasyonel fonksiyonu ve R(; y) d R((t); y((t))) 0 t dt olur.bu durumda verilen integral t nin bir rasyonel fonksiyonunun integraline dönüṣtürülür. Aṣa g daki özel durumlar inceliyelim. (a) a; b; c; d reel say lar (ad bc 6 0); n N ve y() n q a+b c+d ol- q sun. Bu durumda, t n a+b c+d yapal m. Buradan, yani a+b c+d tn de giṣken de giṣimi y t; dtn b a ct ; d n 0 (t) dt ndtn (a ct n ) + nct n (dt n b) dt (a ct n ) oldu gundan, R (t) R( dtn b; t) 0 (t) olmak üzere a ct n r a + b R(; n c + d )d R (t) yani, t nin bir R (t) rasyonel fonksiyonun integrali elde edilir. (b) a; b; c reel say lar (a 6 0; b 4ac 6 0) ve y() p a + b + c olsun. Bu durumda, Euler dönüṣümleri denilen aṣa g daki de giṣken

8 Belirsiz Integraller de giṣtirmeleri yard m ile I R(; p a + b + c)d integrali rasyonel fonksiyonlar n integraline dönüṣtürülür. () a > 0 ise p a + b + c t + p a (veya t p p a + b + c a) de giṣken de giṣtirimi yap l r. Buradan, t c b+ p ' at (t); d ' 0 (t)dt (' 0 (t) (p ac+bt+ p at ) (b+ p dir), p p a at) + b + c t a t p a' (t) oldu guna göre, I R R (t)dt oldu gu elde edilir.burada, R (t) R(' (t); t p a' (t))' 0 (t), t nin bir rasyonel fonksiyonudur. () c > 0 ise p a + b + c t + p c (veya p p a + b + c t c) de giṣken de giṣtirimi yap l r. Buradan, p ct b ' a t (t), d ' 0 (t)dt, (' 0 (t) (ap c bt+ p ct ) d r), p a (a t ) + b + c t' (t) + p c oldu guna göre, I R R 3 (t)dt oldu gu elde edilir. Burada, R 3 R(' (t); t' (t) + p c)' 0 (t), t nin bir rasyonel fonksiyonudur. (3) b 4ac > 0 ise, a +b+c 0 denkleminin herhangi bir kökü olmak üzere p a + b + c t( ) de giṣken de giṣimi yap l r. Buradan, a( )( ) t ( ) a t ' a t 3 (t); d ' 0 3(t)dt (' 0 3(t) a( )t dir) p a (a t ) + b + c t(' 3 (t) ) a( ) a t ' 4 (t) oldu guna göre, I R R 4 (t)dt elde ederiz. Burada, R 4 (t) R(' 3 (t); ' 4 (t))' 0 3(t), t nin bir rasyonel fonksiyonudur. Not: Baz durumlarda I R R(; p a + b + c)d ṣeklindeki integraller, Euler dönüṣümleri kullan lmadan, daha basit yöntemlerle hesaplanabilir.bunlardan baz lar n görelim. (i) a 6 0; b 4ac 6 0 olmak üzere a + b + c a( + b p 4jaj j4ac a ) + 4ac b 4a oldu guna göre, göre t ( + b ) de giṣken de giṣtirimi yard m yla b j a I integrali, R 5 (u; v); R 6 (u; v); R 7 (u; v) u ve v nin birer rasyonel fonksiyonu olmak üzere R 5 (t; p t )dt; R 6 (t; p t )dt; R 7 (t; p + t )dt

Temel Integral Alma Yöntemleri 9 integrallerinden birine dönüṣtürülebilir. Bu integrallerden birincisi t sin u; ikincisi t, üc sinu.üncüsü de t tan u dönüṣümleri ile ileride inceliyece gimiz. R R(sin u; cos u)du bic.imindeki integrallere dönüṣtürülür. R P (ii) p n() ṣeklindeki integraller. Burada, P a +b+c n(); n: dereceden belli bir polinomdur. Q n (); n : dereceden bilinmeyen katsay l bir polinom ve bilinmeyen bir reel say olmak üzere do grulu gu kolayl kla gösterilebilen P n () p a + b + c d Q n (): p a + b + c + d + p (.4) a + b + c eṣitli ginde her iki taraf n türevi al n r, sa g taraf ortak paydaya getirilir, ayn paydal eṣit kesirlerin paylar eṣitlenir, daha sonra da, ayn dereceli terimlerin katsay lar eṣitlenirse Q n () in katsay lar ile say s bulunur.(.4) eṣitli ginin sa g taraf ndaki integral (i) de gördü gümüz yöntemlerle hesaplan r. R d (iii) ( p) np (n N) bic a +b+c.imindeki integraller t de giṣken p de giṣtirimi yard m yla (ii) deki integrale dönüṣtürülür...5 Binom Diferensiyellerinin Integrallenmesi a; b R ve p; q; r Q olmak üzere r (a + b p ) q d ṣeklindeki ifadeye Binom Diferasiyeli, r (a + b p ) q d (.5) bic.imindeki integrallere de Binom Integralleri ad verilir. () q tam say d r, () r+ p tam say d r, (3) r+ p Not: + q tam say d r durumlar nda (.5) tipindeki integraller rasyonel fonksiyonlar n integraline dönüṣtürülür. Birinci durumda k; r ile p nin paydalar n n en

30 Belirsiz Integraller küc.ük ortak kat olmak üzere t k ; ikinci durumda n; q nun paydas olmak üzere a + b p t n ; üc.üncü durumda b + a p t n ( n; q nun paydas d r)de giṣken de giṣtirimi yap l r. Örnek..8 : I R d 4p + 4 integralini hesaplay n z. C. özüm: a b ; r 0; p 4; q r+ ve + q 0 4 p 4 4 oldu gundan + 4 t 4 de giṣken de giṣtirimi yap l rsa, t ( + 4 ) 4 ; (t 4 ) 4 ; 4p t + (t 4 ) 4 ; d t 3 (t 4 ) 5 4 dt olur. Bu de gerler 4 integralde yerine yaz l rsa, bulunur. I t dt t 4 ( dt t + 4 ln j + t t j arctan t + c 4p + 4 ln 4 + 4p + 4 dt t + ) 4p + arctan 4 + c Not: P.Chebyskhev göstermiṣtir ki, yaln z ve yaln z q; r+; r+ + q tam p p say lar oldu gu durumlarda (.5) tipindeki integraller rasyonel fonksiyonlar n integrallerine dönüṣtürebilir, yani yaln zca bu durumlarda (.5) tipindeki integraller elementer fonksiyonlarla ifade edilebilir..3 Trigonometrik ifadelerin Integrallenmesi () I R R(sin ; cos )d ṣeklindeki integrallerin hesab. Burada,R(u; v); u ve v nin bir rasyonel fonksiyonudur. Bu integralin hesab ic.in genelde t tan ( 6 (k+); k ) de giṣken de giṣtirmesi yap l r. cos tan + tan t + t ; tan sin + tan t + t ; arctan t; d dt + t

Temel Integral Alma Yöntemleri 3 oldu gundan, verilen I integrali t I R( + t ; t + t ) t + t dt ṣeklinde yeni t de giṣkeninin bir rasyonel fonksiyonunun integraline dönüṣtürülür. Baz özel durumlarda baṣka de giṣken de giṣtirmelerin yap lmas daha elveriṣli olur. (a) R( sin ; cos ) R(sin ; cos ) ise t cos ; (b) R(sin ; cos ) R(sin ; cos ) ise t sin ; (c) R( sin ; cos ) R(sin ; cos ) ise t tan ( 6 + k; k ) de giṣken de giṣtirmesi kolayl k sa glar. Not: Her R(u; v) rasyonel ifadesi s ras yla yukar daki (a), (b), (c) özelliklerine sahip R (u; v) R(u; v) R( u; v) ; R (u; v) R 3 (u; v) R( u; v) R( u; v) ; R( u; v) + R(u; v) ; rasyonel ifadelerin toplam ṣeklinde gösterilebilir. () R R(sin ; cos )d veya r(u), u nun bir rasyonel fonksiyonu olmak üzere R r(tan )d ṣeklindeki integrallerin hesab nda t tan de giṣtir mesi kullan l r. (3) R R(sin ; cos ) sin d veya R R(sin ; cos ) cos d ṣeklindeki integ rallerin hesab nda s ras yla t cos veya t sin de giṣken de giṣtirme si kullan l r. (4) R R(tan ; sec )d ( 6 + k; k ) ṣeklindeki integrallerin hesab n

3 Belirsiz Integraller da R(tan ; sec ) R(tan ; sec ) ise t tan ; R( tan ; sec ) R(tan ; sec ) ise t sec ; R( tan ; sec ) R(tan ; sec ) ise t tan ; veya t sec de giṣken de giṣtirilmesi kullan l r. (5) R R(cot ; csc )d q ( 6 k; k ) ṣeklindeki integraller cot ; csc + ba g nt lar yard m yla R R(tan ; sec )d tan tan ṣeklindeki integrallere dönüṣtürülür ve 4. deki izlenen yol takip edilir. Örnek.3. : Aṣa g daki intralleri hesaplay n z. (a) I R d ; (b) I sin cos +5 R sin d ; cos (sin +cos ) (c) I 3 R sin d; (d) I 4 cos + cos 7 4 R cos (e) I 5 R cos 3 d : sin 7 cos 4 +sin 4 + sin + d; C. özüm: (a) t tan ; (k ) (k + ); k de giṣken de giṣtirmesi yap ld g nda sin t, cos t ve d dt +t +t +t oldu gundan, dt I () 3t + t + p arctan 3t p + + C k 5 5 p arctan 3 tan p + + C k ; (k + ) 5 5 (k + ); k buluruz. Ilkel fonksiyonun süreklili ginden I (k + ) I (k + ), yani p + C 5 k p + C 5 k+ ya da C k p 5 + C k+ veya C k+ p 5 + C k elde edilir. Buradan, C p 5 + C 0, C C 0 ve herhangi k N ic.in C k K (K ) p 5 + C 0, C k p 5 + C 0 bulunur. Burada, C 0 key sabit bir reel say d r. Öte yandan k < + < (k + ); k

Temel Integral Alma Yöntemleri 33! k < + + < k +! [[ ]] oldu gundan, 8 < I : p 5 arctan 3 tan( p )+ 5 + p 5 [[ + lim!(k+) I () k+ p 5 ]] + C; 6 (k + ) ise; ; (k + ) ise: (b) R( sin ; cos ) sin R(sin ; cos ) oldu gundan, t tan ( 6 de giṣtirmesi yap ld g nda ( cos ) ( sin ; cos ) + k; 6 4 + k; k ) de giṣken I () tan d(tan ) + tan ln j + tan j + tan + C bulunur. (c) R( sin ; cos ) ( sin )(cos ) 4 cos + cos 7 R(sin ; cos ) oldu gundan, t cos ( 6 + k; k ) de giṣken de giṣtirmesi yap ld g nda I 3 () tdt 4(t + 3t + 9) 6 tdt (t + 3 4 ) 4 d(t + 3 ) (t + 3 ) 4 + 3 d(t + 3) 4 (t + 3 ) 4 4 ln j (t + 3 ) 4 j + 3 6 ln j t t + 7 j +c 4 ln j (cos + 3 ) 4 j + 3 6 ln j cos cos + 7 j +c ( 6 + k; k ) bulunur. cos (d) R( sin ; cos ) cos 4 +sin 4 + sin + R(sin ; cos ) oldu-

34 Belirsiz Integraller gundan, t sin de giṣken de giṣtirmesi yap ld g nda d sin I 4 () + sin 4 + ( sin ) + sin dt t 4 + 4 p t + p t + t p + dt p 4 p t t t p + dt p 8 p ln sin + sin + p + sin sin + 4 p [arctan(p + ) + arctan( p ] + c bulunur. (e) bulunur. I 5 () R cos d sin [t sin denirse] sin 7 ( t )dt t 7 4 sin 4 (t 7 t 5 )dt 6 t 6 + 4 t 4 + c 6 sin 6 + c; 6 k (6) J R R(sinh ; cosh )d ṣeklindeki integrallerin hesab nda t tanh de giṣken de giṣtirmesi yap l r. sinh tanh t ; cosh t +tanh tanh integrali tanh +t t ; arctan ht; d dt t oldu gundan verilen J R(sinh ; cosh ) t R t ; + t dt t t ṣeklinde yeni t de giṣkeninin bir rasyonel fonksiyonunun integraline dönü ṣür. I integralinde oldu gu gibi baz özel durumlarda J integralinin hesab nda aṣa g daki baṣka de giṣken de giṣtirmelerin yap lmas daha elveriṣli olur. (a) R( sinh ; cosh ) R(sinh ; cosh ) ise t cosh ;

Temel Integral Alma Yöntemleri 35 (b) R(sinh ; cosh ) R(sinh ; cosh ) ise t sinh ; (c) R( sinh ; cosh ) R(sinh ; cosh ) ise t tanh ; de giṣken de giṣtirmesi kolayl k sa glar. Örnek.3. : Aṣa g daki integralleri hesaplat n z. (a) J R cosh d; 6 0; (b) J sinh 3 R cosh 3 d; (c) J 3 R d ; 6 0; (d) J sinh 4 cosh 4 R tanh 4 d: C. özüm: (a) u cosh ; dv cosh d(sinh ) d denirse sinh 3 sinh 3 du sinh ; v R d(sinh ) oldu guna göre, (.7) den dolay sin h 3 sinh olur. Öte yandan, oldu gundan, J d sinh cosh sinh + d d sinh d(tanh ) tanh sinh cosh dt t ln j t j +c ln j tanh t tan j +c; 6 0 J cosh sinh + ln j tanh j +c; 6 0 bulunur. (b) R(sinh ; cosh ) ( cosh ) 3 R(sinh ; cosh ) oldu gundan, t sinh de giṣken de giṣtirmesi yap lmal d r. Bu durumda, cosh + sinh + t ; cosh d d(sinh ) dt oldu gundan, J cosh cosh d (+t )dt t+ t3 3 +c sinh + 3 sinh3 +c

36 Belirsiz Integraller bulunur. (c) R( sinh ; cosh ) ( sinh ) 4 ( cosh ) R(sinh ; cosh ) oldu gundan, t tanh de giṣken de giṣtirmesi yap lmal d r. Bu durumda, 8 6 0 ic.in d cos h sinh oldu gundan, bulunur. d(tan h) dt; sinh cosh sinh tanh tanh t t ) sinh 4 ( t ) t 4 t + t 4 J 3 (t 4 t + )dt 3t + 3 t + t + c tanh + coth 3 coth3 + c; 6 0 (d) R( sinh ; cosh ) ( sinh cosh )4 R(sinh ; cosh ) oldu gundan, t tanh de giṣken de giṣtirmesi yap lmal d r. Bu durumda, dt d ( cosh tanh )d ( t )d oldu gundan, bulunur. J 4 tanh 4 d t 4 dt t t 3 t 3 ln j t + t j +c tanh 3 tanh3 + + c ( t + t )dt