Kısmi İntegral Alma Yöntemi

Kısmi integral alma yöntemi, iki ya da daha fazla ifadenin çarpımı şeklinde yazabildiğimiz fonksiyonların integralini bulmada kullanılır. Bu yöntemde amaç integrali kolay alınamayan bir ifadeyi integrali kolay alınabilecek bir ifadeye dönüştürmektir.

Kısmi integral alma yöntemi türevde gördüğümüz çarpma kuralına dayanır.

Buna göre, integrali kolay bir şekilde alınamayan bir ifadeyi kırmızı ifadeye benzetebiliyorsak ve bu doğrultuda (birinci çarpanın türevini ve ikinci çarpanın integralini alarak) oluşan mavi ifadenin integrali kolay bir şekilde alınabiliyorsa kırmızı ifadenin integralini aşağıdaki formülle, kırmızı ifade yerine mavi ifadenin integralini alarak bulabiliriz.

Yöntemin Adımları

Kısmi integral alma yönteminin adımlarını bir örnek üzerinden inceleyelim.

Aşağıdaki integral işleminin sonucunu bulalım.

Adım 1: İfadeyi oluşturan iki fonksiyon belirlenir.

İşlemde çarpımı alınan ifadeler \( x \) ve \( e^x \) fonksiyonlarıdır.

Adım 2: Fonksiyonlardan hangisinin \( f \), hangisinin \( g' \) olacağına karar verilir.

Bu kararı verirken amacımız, \( f \) fonksiyonunun türevini, \( g' \) fonksiyonunun integralini aldığımızda elde edeceğimiz \( \int {f' \cdot g\ dx} \) ifadesini integrali kolay alınabilir bir forma getirmek ve \( \int {f \cdot g'\ dx} \) ifadesi yerine bu ifadenin integralini almaktır.

\( f \) ve \( g' \) seçimini aşağıdaki gibi yapalım.

Adım 3: \( f \) fonksiyonunun türevi alınarak \( f' \) fonksiyonu, \( g' \) fonksiyonunun integrali alınarak \( g \) fonksiyonu bulunur.

\( f' \) ve \( g \) fonksiyonlarını bulalım.

Bu yöntemin son adımında integral sabitini ekleyeceğimiz için bu adımda \( g \) fonksiyonunun sonuna \( C \) integral sabitini eklemiyoruz.

Adım 4: Tüm fonksiyonlar kısmi integral formülünde yerine konur ve integral işlemi yapılır.

Görebileceğimiz gibi, bir integral işleminin sonucunu diğer bir ifadenin integralini alarak bulmuş olduk.

Fonksiyonların Seçim Kriteri

Fonksiyonlardan hangisinin \( f \), hangisinin \( g' \) olarak seçileceği değerlendirilirken kullanılabilecek öncelik sırası aşağıdaki gibidir. Buna göre listede daha üstte olan fonksiyonlar \( f \), daha altta olan fonksiyonlar ise \( g' \) olmaya daha uygun fonksiyonlardır. Bu listenin bir öneri olup her zaman doğru sonuç vermeyebileceği akılda tutulmalıdır.

  1. Logaritma fonksiyonları (\( \log, \ln \))
  2. Ters trigonometrik fonksiyonlar
  3. Kuvvet fonksiyonları (\( x^n \))
  4. Trigonometrik fonksiyonlar
  5. Üstel fonksiyonlar (\( e^x, a^x \))

Kısmi integral alma yöntemi formülünü aşağıdaki gibi daha sade şekilde de ifade edebiliriz.

Kısmi integral alma yöntemini kullanabileceğimiz birkaç örnek yapalım.

Belirli İntegralde Kısmi İntegral Alma

Kısmi integral alma yöntemi belirli integrale aşağıdaki şekilde uygulanabilir.

Kısmi integral alma yöntemini belirli integrale uygulayacağımız bir örnek yapalım.

Tekrarlı Kısmi İntegral Alma

Tekrarla Sadeleştirme

Bazı ifadeleri integrali kolay alınabilir bir forma getirmek için kısmi integral alma yöntemini birden fazla kez uygulamamız gerekebilir. Örneğin \( u \) ifadesinin türevi alındıkça sadeleştiği, \( dv \) ifadesinin integrali alındıkça aynı ya da benzer kaldığı aşağıdaki formdaki ifadelerin integralini bu yöntemi \( n \) kez uygulayarak alabiliriz.

Yöntemin bu formdaki ifadelere uygulanmasına bir örnek verelim.

Tekrarla Aynı İfadeyi Elde Etme

Diğer bazı ifadelere kısmi integral alma yöntemini tekrarlı uyguladığımızda ifade integrali alınabilir bir forma gelmez, ancak ikinci uygulamada aynı integral ifadesini tekrar elde ederiz ve bu şekilde ifadenin integralini almamıza gerek kalmadan ifadeyi yalnız bırakarak sonucu buluruz.

Yöntemin bu tip ifadelere uygulanmasına bir örnek verelim.

Birden Fazla Yöntemle İntegral

Bazı ifadelerin integrali kısmi integral alma yöntemi ile birlikte diğer yöntemlerle de bulunabilir, ancak farklı yöntemlerle alınan integraller farklı sonuç verebilir. Bu bölümde bu farklı sonuçların aslında eşit olduklarını ve birbirlerinden sadece integral sabiti kadar farklılaşabileceklerini göstereceğiz.

Önce bir örnek fonksiyonun integralini kısmi integral alma yöntemi ile bulalım.

Şimdi aynı fonksiyonun integralini değişken değiştirme yöntemi ile bulalım.

Bulduğumuz iki sonuç farklı gözükseler de birbirine eşit olduklarını gösterelim.

Her ne kadar bu örnekte birebir aynı iki sonucu elde etmiş olsak da, farklı örneklerde bulacağımız sonuçlar sabit bir terim (integral sabiti) kadar birbirinden farklı çıkabilir.

Üç Çarpanlı Fonksiyonlar

Türev çarpma kuralının üç fonksiyonun çarpımına aşağıdaki şekilde uygulanabileceğini görmüştük.

Buna göre, integrali kolay bir şekilde alınamayan üç çarpanlı bir ifadeyi kırmızı ifadeye benzetebiliyorsak ve bu doğrultuda oluşan mavi ifadelerin integrali kolay bir şekilde alınabiliyorsa kırmızı ifadenin integralini aşağıdaki formülle, kırmızı ifade yerine mavi ifadelerin integralini alarak bulabiliriz.

SORU 1:

\( \displaystyle\int \ln{x^5}\ dx \) integralinin sonucu nedir?

Çözümü Göster
SORU 2:

\( \displaystyle\int (4 + 12x)e^{-2x}\ dx \) integralinin sonucu nedir?

Çözümü Göster
SORU 3:

\( \displaystyle\int_1^2 {\log_2{x}\ dx} \) integralinin sonucu kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 4:

\( f(1) = 3, \quad f'(1) = 4 \)

\( f(2) = 1, \quad f'(2) = 2 \) olduğuna göre,

\( \displaystyle\int_1^2 xf''(x)\ dx \) integralinin değeri kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 5:

\( \displaystyle\int 9x^2\ln(10x)\ dx \) integralinin sonucu nedir?

Çözümü Göster
SORU 6:

\( \displaystyle\int \dfrac{3\ln(2x)}{x^2}\ dx \) integralinin sonucu nedir?

Çözümü Göster
SORU 7:

\( \displaystyle\int 2x\csc^2{x}\ dx \) integralinin sonucu nedir?

Çözümü Göster
SORU 8:

\( \displaystyle\int \ln^2(2x)\ dx \) integralinin sonucu nedir?

Çözümü Göster
SORU 9:

\( \displaystyle\int_e^{e^2} 3x^2\ln{x}\ dx \) integralinin sonucu kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 10:

\( \displaystyle\int_0^{\ln{10}} (2x + 3)e^x\ dx \) integralinin sonucu kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 11:

\( \displaystyle\int_1^5 \dfrac{\ln{x}}{5x}\ dx \) integralinin sonucu kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 12:

\( \displaystyle\int 2x\sin^2{x}\ dx \) integralinin sonucu nedir?

Çözümü Göster
SORU 13:

\( \displaystyle\int_0^{\frac{\pi}{2}} 2x\cos(2x)\ dx \) integralinin sonucu kaçtır?

Çözümü Göster
SORU 14:

\( \displaystyle\int \arctan{x}\ dx \) integralinin sonucu nedir?

Çözümü Göster
SORU 15:

\( \displaystyle\int_{0}^{1} \dfrac{xe^x}{(x + 1)^2}dx \) integralinin sonucu nedir?

Çözümü Göster
SORU 16:

\( \displaystyle\int \dfrac{2x\sin{x}}{\cos^3{x}}\ dx \) ifadesinin integrali nedir?

Çözümü Göster
SORU 17:

\( \displaystyle\int \sin(\sqrt{x})\cos(\sqrt{x})\ dx \) ifadesinin integrali nedir?

Çözümü Göster
SORU 18:

\( \displaystyle\int_0^{\frac{\pi}{4}} \dfrac{x}{\cos^2{x}} \ dx \) integralinin sonucu nedir?

Çözümü Göster

« Önceki
Değişken Değiştirme Yöntemi
Sonraki »
Basit Kesirlere Ayırma Yöntemi


Faydalı buldunuz mu?   Evet   Hayır