Relation between the integral of t·f(t) and (f⁻¹(t))² geometrized
Приховані Мітка left parenthesis, "g" left parenthesis, "m" , right parenthesis , "m" "g" left parenthesis, "m" , right parenthesis , right parenthesisgm,mgm
Мітка
equals=
left parenthesis, 1 , 1 , right parenthesis1,1
36
^^^The shape bounded by these orange lines is a triangle, whose dimensions can be calculated with the half product formula and Cavalieri's Principle as follows:
Приховати цю папку від студентів.
37
For the horizontal width of the triangle, it is simply just the distance from the origin to our intersection point, on the x-axis; we can bring in that intersection X-coordinate from earlier, then simplifying:
38
Вираз 39: "g" left parenthesis, "m" , right parenthesis minus 0gm−0
equals=
11
39
Вираз 40: "g" left parenthesis, "m" , right parenthesisgm
equals=
11
40
The height of the right side is obtained by doing the second linear equation minus the first one, then plugging that intersection X-coordinate in for x, then simplifying:
41
Вираз 42: left parenthesis, "m" plus "h" , right parenthesis "g" left parenthesis, "m" , right parenthesis negative "m" "g" left parenthesis, "m" , right parenthesism+hgm−mgm
equals=
0.2 50.25
42
Вираз 43: left parenthesis, "m" minus "m" plus "h" , right parenthesis "g" left parenthesis, "m" , right parenthesism−m+hgm
equals=
0.2 50.25
43
Вираз 44: left parenthesis, "h" , right parenthesis "g" left parenthesis, "m" , right parenthesishgm
equals=
0.2 50.25
44
We then can apply the half-product formula; notice the 2 values we calculated above are equal, so we can consolidate them into (g(m))²:
45
Вираз 46: StartFraction, "h" times "g" left parenthesis, "m" , right parenthesis squared Over 2 , EndFractionh·gm22
equals=
0.1 2 50.125
46
***For the visual, I will integrate starting at m = 0, all the way up to m.
47
Calculation of Red area with 'triangular' integration:
Приховати цю папку від студентів.
48
If we plug a differential in for h in the triangle area above, and integrate, our integral here calculates the red area:
49
Вираз 50: Start integral from 0 to "m" , end integral, StartFraction, left parenthesis, "g" left parenthesis, "t" , right parenthesis , right parenthesis squared Over 2 , EndFraction "d" "t"∫m0gt22dt
equals=
0.30.3
50
Calculation of Red area with area under the curve:
Приховати цю папку від студентів.
51
We can use the intersection X-coordinate formula for our bounds and integrate t·f(t) with those bounds:
52
Вираз 53: Start integral from "g" left parenthesis, 0 , right parenthesis to "g" left parenthesis, "m" , right parenthesis , end integral, "t" times "f" left parenthesis, "t" , right parenthesis "d" "t"∫gmg0t·ftdt
equals=
0.20.2
53
Then we can subtract that from the area of the outlined purple triangle, which will be easy to calculate with the half-product formula, with one point being at the origin, and the other being at the intersection from earlier:
54
Вираз 55: StartFraction, "m" "g" left parenthesis, "m" , right parenthesis squared Over 2 , EndFraction minus Start integral from "g" left parenthesis, 0 , right parenthesis to "g" left parenthesis, "m" , right parenthesis , end integral, "t" times "f" left parenthesis, "t" , right parenthesis "d" "t"mgm22−∫gmg0t·ftdt
equals=
0.30.3
55
We just proved these equations equal...
Приховати цю папку від студентів.
56
Вираз 57: Start integral from 0 to "m" , end integral, StartFraction, left parenthesis, "g" left parenthesis, "t" , right parenthesis , right parenthesis squared Over 2 , EndFraction "d" "t"∫m0gt22dt
equals=
0.30.3
57
Вираз 58: StartFraction, "m" "g" left parenthesis, "m" , right parenthesis squared Over 2 , EndFraction minus Start integral from "g" left parenthesis, 0 , right parenthesis to "g" left parenthesis, "m" , right parenthesis , end integral, "t" times "f" left parenthesis, "t" , right parenthesis "d" "t"mgm22−∫gmg0t·ftdt
equals=
0.30.3
58
Of course, we can reverse the roles of the functions, since they are inverses, and they have a 'symmetric' relation.
59
Вираз 60: Start integral from 0 to "m" , end integral, StartFraction, left parenthesis, "f" left parenthesis, "t" , right parenthesis , right parenthesis squared Over 2 , EndFraction "d" "t"∫m0ft22dt
equals=
0.0 7 1 4 2 8 5 7 1 4 2 8 60.0714285714286
60
Вираз 61: StartFraction, "m" "f" left parenthesis, "m" , right parenthesis squared Over 2 , EndFraction minus Start integral from "f" left parenthesis, 0 , right parenthesis to "f" left parenthesis, "m" , right parenthesis , end integral, "t" times "g" left parenthesis, "t" , right parenthesis "d" "t"mfm22−∫fmf0t·gtdt
equals=
0.0 7 1 4 2 8 5 7 1 4 2 8 60.0714285714286
61
Приховати цю папку від студентів.
62
66
за підтримки
за підтримки
"x"x
"y"y
"a" squareda2
"a" Superscript, "b" , Baselineab
77
88
99
over÷
функції
((
))
less than<
greater than>
44
55
66
times×
| "a" ||a|
,,
less than or equal to≤
greater than or equal to≥
11
22
33
negative−
A B C
StartRoot, , EndRoot
piπ
00
..
equals=
positive+
або
щоб зберегти ваші графіки!
Новий порожній графік
Приклади
Прямі: Рівняння, задане кутовим коефіцієнтом
приклад
Прямі: Рівняння, задане точкою і кутовим коефіцієнтом
приклад
Прямі: Рівняння, задане двома точками
приклад
Параболи: Стандартна форма
приклад
Параболи: Форма, задана вершиною
приклад
Параболи: Стандартна форма + дотична до параболи
приклад
Тригонометрія: Період та амплітуда
приклад
Тригонометрія: Фаза
приклад
Тригонометрія: Інтерференція хвиль
приклад
Тригонометрія: Одиничне коло
приклад
Конічні перерізи: Коло
приклад
Конічні перерізи: Парабола та її фокус
приклад
Конічні перерізи: Еліпс та його фокуси
приклад
Конічні перерізи: Гіпербола
приклад
Полярні координати: Троянда
приклад
Полярні координати: Логарифмічна спіраль
приклад
Полярні координати: Равлик Паскаля
приклад
Полярні координати: Конічні перерізи
приклад
Параметричні рівняння: Вступ
приклад
Параметричні рівняння: Циклоїда
приклад
Перетворення: Паралельне перенесення функції
приклад
Перетворення: Масштабування функції
приклад
Перетворення: Обернена функція
приклад
Статистика: Лінійна регресія
приклад
Статистика: Квартет Анскомба
приклад
Статистика: Многочлен 4-го порядку
приклад
Списки: Сімейство синусоїд
приклад
Списки: Накладання кривих
приклад
Списки: Будуємо список точок
приклад
Математичний аналіз: Похідні
приклад
Математичний аналіз: Січна
приклад
Математичний аналіз: Дотична
приклад
Математичний аналіз: Розклад sin(x) у ряд Тейлора
приклад
Математичний аналіз: Інтеграли
приклад
Математичний аналіз: Інтеграл зі змінними межами
приклад
Математичний аналіз: Фундаментальна теорема мат. аналізу