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5. \( \int^{\frac{1}{2}} \frac{1}{y(y-1)} d y \)

Ask by Grant Williams. in Laos
Feb 19,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

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ปริพันธ์ \( \int^{\frac{1}{2}} \frac{1}{y(y-1)} d y \) ไม่สามารถคำนวณได้เนื่องจากมีปัญหาที่จุด \( y = 0 \) และ \( y = 1 \) ทำให้ฟังก์ชันไม่สามารถกำหนดค่าได้ในช่วงนี้

Solución

Evaluate the integral by following steps: - step0: Evaluate using formulas and rules: \(\int_{0}^{\frac{1}{2}} \frac{1}{y\left(y-1\right)} dy\) - step1: Multiply the terms: \(\int_{0}^{\frac{1}{2}} \frac{1}{y^{2}-y} dy\) - step2: Rewrite the improper integral: \(\lim _{a\rightarrow 0^{+}}\left(\int_{a}^{\frac{1}{2}} \frac{1}{y^{2}-y} dy\right)\) - step3: Evaluate the integral: \(\lim _{a\rightarrow 0^{+}}\left(-\ln{\left(\frac{\left|a-1\right|}{\left|a\right|}\right)}\right)\) - step4: Rewrite the expression: \(-\ln{\left(\lim _{a\rightarrow 0^{+}}\left(\frac{\left|a-1\right|}{\left|a\right|}\right)\right)}\) - step5: Calculate: \(-\left(+\infty\right)\) - step6: Simplify: \(-\infty\) - step7: Calculate: \(\textrm{Diverges}\) การคำนวณปริพันธ์ \( \int^{\frac{1}{2}} \frac{1}{y(y-1)} d y \) พบว่าปริพันธ์นี้มีการเบี่ยงเบน (diverges) ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถหาค่าปริพันธ์ได้ในช่วงที่กำหนด เนื่องจากมีปัญหาที่จุด \( y = 0 \) และ \( y = 1 \) ซึ่งทำให้ฟังก์ชันไม่สามารถกำหนดค่าได้ในช่วงนี้ หากคุณมีคำถามเพิ่มเติมหรือต้องการให้ช่วยในเรื่องอื่น ๆ โปรดแจ้งให้ทราบ!

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

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The Deep Dive

To solve the integral \( \int^{\frac{1}{2}} \frac{1}{y(y-1)} d y \), we can use partial fraction decomposition. We can express \( \frac{1}{y(y-1)} \) as: \[ \frac{1}{y(y-1)} = \frac{A}{y} + \frac{B}{y-1} \] Multiplying through by \( y(y-1) \) gives: \[ 1 = A(y-1) + By \] Setting \( y = 1 \) gives \( A(1-1) + B(1) = 1 \Rightarrow B = 1 \). Setting \( y = 0 \) gives \( A(0-1) + B(0) = 1 \Rightarrow -A = 1 \Rightarrow A = -1 \). Thus, we have: \[ \frac{1}{y(y-1)} = -\frac{1}{y} + \frac{1}{y-1} \] Now we can integrate: \[ \int \left(-\frac{1}{y} + \frac{1}{y-1}\right) dy = -\ln|y| + \ln|y-1| + C \] Evaluating the definite integral from \( 0 \) to \( \frac{1}{2} \): \[ \left[-\ln|y| + \ln|y-1|\right]^{\frac{1}{2}}_{0} \] At \( y = \frac{1}{2} \): \[ -\ln\left(\frac{1}{2}\right) + \ln\left(\frac{1}{2}-1\right) = -\ln\left(\frac{1}{2}\right) + \ln\left(-\frac{1}{2}\right) \] At \( y = 0 \): The natural logarithm diverges negatively, indicating an improper integral. Let's consider just the finite limit contributions: \[ \text{As } y \rightarrow 0, -\ln|y| \rightarrow +\infty \] Thus, the total integral diverges. Therefore, we conclude that: \[ \int^{\frac{1}{2}} \frac{1}{y(y-1)} d y = \infty \]

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