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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 9 f(x) x .

Lösung einblenden

2 9 f(x) 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) x : Dreiecksfläche I2 = (4 - 2) ⋅ ( - 1 ) 2 = -2 2 = -1.

I3 = 4 6 f(x) x : Rechtecksfläche I3 = (6 - 4) ⋅ ( - 1 ) = 2 ⋅ ( - 1 ) = -2.

I4 = 6 9 f(x) x : Trapezfläche I4 = (9 - 6) ⋅ -1 + ( - 2 ) 2 = 3 ⋅ ( - 1.5 ) = -4.5.

Somit gilt:

2 9 f(x) x = I2 + I3 + I4 = 2 4 f(x) x + 4 6 f(x) x + 6 9 f(x) x = -1 -2 -4.5 = -7.5

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

Bestimme das Integral 0 2 ( 5 x 2 +2x ) x .

Lösung einblenden
0 2 ( 5 x 2 +2x ) x

= [ 5 3 x 3 + x 2 ] 0 2

= 5 3 2 3 + 2 2 - ( 5 3 0 3 + 0 2 )

= 5 3 8 + 4 - ( 5 3 0 + 0 )

= 40 3 +4 - (0+0)

= 40 3 + 12 3 +0

= 52 3


≈ 17,333

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 1 2 π π ( 7 3 sin( x ) +3 cos( x ) ) x .

Lösung einblenden
1 2 π π ( 7 3 sin( x ) +3 cos( x ) ) x

= [ - 7 3 cos( x ) +3 sin( x ) ] 1 2 π π

= - 7 3 cos( π ) +3 sin( π ) - ( - 7 3 cos( 1 2 π ) +3 sin( 1 2 π ) )

= - 7 3 ( -1 ) +30 - ( - 7 3 0 +31 )

= 7 3 +0 - (0 +3 )

= 7 3 +0 -3

= 7 3 -3

= 7 3 - 9 3

= - 2 3


≈ -0,667

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 1 3 e -2x +1 x .

Lösung einblenden
1 3 e -2x +1 x

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

= - 1 2 e -23 +1 + 1 2 e -21 +1

= - 1 2 e -6 +1 + 1 2 e -2 +1

= - 1 2 e -5 + 1 2 e -1


≈ 0,181

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral 1 2 π 3 2 π ( 3 2 sin( x ) - 5 3 cos( x ) ) x .

Lösung einblenden
1 2 π 3 2 π ( 3 2 sin( x ) - 5 3 cos( x ) ) x

= [ - 3 2 cos( x ) - 5 3 sin( x ) ] 1 2 π 3 2 π

= - 3 2 cos( 3 2 π ) - 5 3 sin( 3 2 π ) - ( - 3 2 cos( 1 2 π ) - 5 3 sin( 1 2 π ) )

= - 3 2 0 - 5 3 ( -1 ) - ( - 3 2 0 - 5 3 1 )

= 0 + 5 3 - (0 - 5 3 )

= 0 + 5 3 - (0 - 5 3 )

= 5 3 + 5 3

= 10 3


≈ 3,333

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

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

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1 3 ( -3 ( 2x -3 ) 3 - x ) x

= [ - 3 8 ( 2x -3 ) 4 - 1 2 x 2 ] 1 3

= - 3 8 ( 23 -3 ) 4 - 1 2 3 2 - ( - 3 8 ( 21 -3 ) 4 - 1 2 1 2 )

= - 3 8 ( 6 -3 ) 4 - 1 2 9 - ( - 3 8 ( 2 -3 ) 4 - 1 2 1 )

= - 3 8 3 4 - 9 2 - ( - 3 8 ( -1 ) 4 - 1 2 )

= - 3 8 81 - 9 2 - ( - 3 8 1 - 1 2 )

= - 243 8 - 9 2 - ( - 3 8 - 1 2 )

= - 243 8 - 36 8 - ( - 3 8 - 4 8 )

= - 279 8 -1 · ( - 7 8 )

= - 279 8 + 7 8

= -34