Quadratur (analytische). 270 Quadratur (analytische).
Durch Summation der den verschiedenen Werthen von s entsprechenden In
tegrale erhält man einen Ausdruck, dessen entwickelter Theil mit dem Werthe
von A iibereinstimmt, und es ist also:
/ Xp s~p 1 /**$-{-1 x s
f(x)dx~A-- 2 J uf\x s +ti)du.
x 0 s=0 J 0
Da aber die Grösse u zwischen 0 und x , —x ihr Zeichen nicht ändert, so
1 s ’
hat man auch (vergleiche Abschnitt 6)
p s + 1 x s
nF r (r 4-iiSdu — -l /'f l' X-tfx ^
wo f ein positiver echter Bruch ist. Man hat also:
r x p s=p~ 1
I f(x)dx ~ A—\ 2^ c* a+1 —* 4 )T[* 4 +*(*,+J ~X g ).
Der unter der Summe befindliche Theil aber verschwindet, wenn die Differenz
—x g abnimmt, und f\x) nicht unendlich wird. A gibt also in diesem
Falle einen Näherungswerth.
Setzen wir in den Ausdruck
uf\x s +u)du = \f'[x s +i(^ 4 _ 1 — *,)] (* s+1 —x t )\
so wird:
also:
^s+l
* = * t+l -*
« = * s+1 -* s ^r x = x s ,
m = 0 für x-x
s+1 ’
/ *s-M r /■-<
*s-j-f
■u)du
und
/ A ’s-i-l x s n
f( x s ^. i -^du={x s+l -x s )f(x $ ) + J
^S-f-l X S
uf\x s+l —u)du.
pXp S ~p I pX s \ J Xg
J f(x)dx~B-\- 2 j uf , {x s _^ i —u)du
Es wird also wieder, wenn man die den verschiedenen Werthen von x & entspre
chenden Integrale addirt:
•»« s=p—i r Xg +l —x s
2 1
*o « = 0
oder wenn # ein positiver echter Bruch ist:
f * > J(x)dx = B +l ^ f'[x s+i ^(. x s -(-i x s )]i x s -j_j -^) 2 -
Aus den beiden Formen für das gesuchte Integral ergibt sich noch, dass falls
f'(x) während der Integration sein Zeichen nicht ändert, einer der Werthe A
und B stets zu klein, der andere aber zu gross ist, und zwar ist, falls f'(x) po
sitiv ist, also der Werth von f{x) immer wächst, B zu klein, im entgegengesetz
ten Falle A zu klein.