Aufgabenbeispiele von Integrale

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lineares Integral berechnen

Beispiel:

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Im Schaubild sieht man den Graph der Funktion f. Berechne mit Hilfe des Schaubilds ∫ 2 10 f(x) ⅆ x .

Lösung einblenden

∫ 2 10 f(x) ⅆ x gibt den orientierten (also mit Vorzeichen behafteten) Flächeninhalt zwischen dem Graph der Funktion f und der x-Achse an.

Um diesen aus dem Schaubild zu berechnen unterteilen wir die Fläche in Rechtecke, Parallelogramme und ggf. Dreiecke:

I2 = ∫ 2 4 f(x) ⅆ x : Dreiecksfläche I2 = (4 - 2) ⋅ 4 2 = 8 2 = 4.

I3 = ∫ 4 6 f(x) ⅆ x : Rechtecksfläche I3 = (6 - 4) ⋅ 4 = 2 ⋅ 4 = 8.

I4 = ∫ 6 8 f(x) ⅆ x : Trapezfläche I4 = (8 - 6) ⋅ 4 + 3 2 = 2 ⋅ 3.5 = 7.

I5 = ∫ 8 10 f(x) ⅆ x : Rechtecksfläche I5 = (10 - 8) ⋅ 3 = 2 ⋅ 3 = 6.

Somit gilt:

∫ 2 10 f(x) ⅆ x = I2 + I3 + I4 + I5 = ∫ 2 4 f(x) ⅆ x + ∫ 4 6 f(x) ⅆ x + ∫ 6 8 f(x) ⅆ x + ∫ 8 10 f(x) ⅆ x = 4 +8 +7 +6 = 25

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

Bestimme das Integral ∫ 1 3 ( 3x -3 ) ⅆ x .

Lösung einblenden
∫ 1 3 ( 3x -3 ) ⅆ x

= [ 3 2 x 2 -3x ] 1 3

= 3 2 ⋅ 3 2 -3⋅3 - ( 3 2 ⋅ 1 2 -3⋅1 )

= 3 2 ⋅9 -9 - ( 3 2 ⋅1 -3 )

= 27 2 -9 - ( 3 2 -3 )

= 27 2 - 18 2 - ( 3 2 - 6 2 )

= 9 2 -1 · ( - 3 2 )

= 9 2 + 3 2

= 6

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral ∫ 1 2 π 3 2 π ( - 3 4 ⋅ cos( x ) +2 x 2 ) ⅆ x .

Lösung einblenden
∫ 1 2 π 3 2 π ( - 3 4 ⋅ cos( x ) +2 x 2 ) ⅆ x

= [ - 3 4 ⋅ sin( x ) + 2 3 x 3 ] 1 2 π 3 2 π

= - 3 4 ⋅ sin( 3 2 π ) + 2 3 ⋅ ( 3 2 π ) 3 - ( - 3 4 ⋅ sin( 1 2 π ) + 2 3 ⋅ ( 1 2 π ) 3 )

= - 3 4 ⋅( -1 ) + 2 3 ⋅ ( 3 2 π ) 3 - ( - 3 4 ⋅1 + 2 3 ⋅ ( 1 2 π ) 3 )

= 3 4 + 2 3 ⋅ ( 3 2 π ) 3 - ( - 3 4 + 2 3 ⋅ ( 1 2 π ) 3 )

= 3 4 + 9 4 ⋅ π 3 - ( - 3 4 + 1 12 ⋅ π 3 )

= 3 4 + 9 4 ⋅ π 3 -1 · ( - 3 4 ) -1 · 1 12 ⋅ π 3

= 3 4 + 9 4 ⋅ π 3 + 3 4 - 1 12 ⋅ π 3

= 3 4 + 3 4 + 9 4 ⋅ π 3 - 1 12 ⋅ π 3

= 3 2 + 13 6 ⋅ π 3


≈ 68,68

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral ∫ 2 3 - 1 ( x -1 ) 2 ⅆ x .

Lösung einblenden
∫ 2 3 - 1 ( x -1 ) 2 ⅆ x
= ∫ 2 3 - ( x -1 ) -2 ⅆ x

= [ ( x -1 ) -1 ] 2 3

= [ 1 x -1 ] 2 3

= 1 3 -1 - 1 2 -1

= 1 2 - 1 1

= 1 2 - 1

= 1 2 - 2 2

= - 1 2


= -0,5

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral ∫ 1 2 π 3 2 π ( -5⋅ sin( x ) + e 2x ) ⅆ x .

Lösung einblenden
∫ 1 2 π 3 2 π ( -5⋅ sin( x ) + e 2x ) ⅆ x

= [ 5⋅ cos( x ) + 1 2 e 2x ] 1 2 π 3 2 π

= 5⋅ cos( 3 2 π ) + 1 2 e 2⋅( 3 2 π ) - ( 5⋅ cos( 1 2 π ) + 1 2 e 2⋅( 1 2 π ) )

= 5⋅0 + 1 2 e 2⋅( 3 2 π ) - ( 5⋅0 + 1 2 e 2⋅( 1 2 π ) )

= 0 + 1 2 e 2⋅( 3 2 π ) - (0 + 1 2 e 2⋅( 1 2 π ) )

= 1 2 e 3π - 1 2 e π


≈ 6184,254

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral ∫ 2 4 ( -2 ( 2x -1 ) 2 -3 ) ⅆ x .

Lösung einblenden
∫ 2 4 ( -2 ( 2x -1 ) 2 -3 ) ⅆ x

= [ - 1 3 ( 2x -1 ) 3 -3x ] 2 4

= - 1 3 ⋅ ( 2⋅4 -1 ) 3 -3⋅4 - ( - 1 3 ⋅ ( 2⋅2 -1 ) 3 -3⋅2 )

= - 1 3 ⋅ ( 8 -1 ) 3 -12 - ( - 1 3 ⋅ ( 4 -1 ) 3 -6 )

= - 1 3 ⋅ 7 3 -12 - ( - 1 3 ⋅ 3 3 -6 )

= - 1 3 ⋅343 -12 - ( - 1 3 ⋅27 -6 )

= - 343 3 -12 - ( -9 -6 )

= - 343 3 - 36 3 -1 · ( -15 )

= - 379 3 +15

= - 379 3 + 45 3

= - 379 3 +15

= - 379 3 + 45 3

= - 334 3


≈ -111,333