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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 0 10 f(x) x .

Lösung einblenden

0 10 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:

I1 = 0 2 f(x) x : Dreiecksfläche I1 = (2 - 0) ⋅ 4 2 = 8 2 = 4.

I2 = 2 5 f(x) x : Dreiecksfläche I2 = (5 - 2) ⋅ ( - 4 ) 2 = -12 2 = -6.

I3 = 5 8 f(x) x : Rechtecksfläche I3 = (8 - 5) ⋅ ( - 4 ) = 3 ⋅ ( - 4 ) = -12.

I4 = 8 10 f(x) x : Trapezfläche I4 = (10 - 8) ⋅ -4 + ( - 5 ) 2 = 2 ⋅ ( - 4.5 ) = -9.

Somit gilt:

0 10 f(x) x = I1 + I2 + I3 + I4 = 0 2 f(x) x + 2 5 f(x) x + 5 8 f(x) x + 8 10 f(x) x = 4 -6 -12 -9 = -23

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

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

Lösung einblenden
-1 2 ( -2 x 2 +2 ) x

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

= - 2 3 2 3 +22 - ( - 2 3 ( -1 ) 3 +2( -1 ) )

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

= - 16 3 +4 - ( 2 3 -2 )

= - 16 3 + 12 3 - ( 2 3 - 6 3 )

= - 4 3 -1 · ( - 4 3 )

= - 4 3 + 4 3

= 0

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 0 1 ( - 3 2 x 4 + 5 4 x 3 ) x .

Lösung einblenden
0 1 ( - 3 2 x 4 + 5 4 x 3 ) x
= 0 1 ( - 3 2 x 1 4 + 5 4 x 3 ) x

= [ - 6 5 x 5 4 + 5 16 x 4 ] 0 1

= [ - 6 5 ( x 4 ) 5 + 5 16 x 4 ] 0 1

= - 6 5 ( 1 4 ) 5 + 5 16 1 4 - ( - 6 5 ( 0 4 ) 5 + 5 16 0 4 )

= - 6 5 1 5 + 5 16 1 - ( - 6 5 0 5 + 5 16 0 )

= - 6 5 1 + 5 16 - ( - 6 5 0 +0)

= - 6 5 + 5 16 - (0+0)

= - 96 80 + 25 80 +0

= - 71 80


≈ -0,888

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 2 5 2 e -2x +1 x .

Lösung einblenden
2 5 2 e -2x +1 x

= [ - e -2x +1 ] 2 5

= - e -25 +1 + e -22 +1

= - e -10 +1 + e -4 +1

= - e -9 + e -3


≈ 0,05

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

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

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

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

= - 1 3 sin( 3 2 π ) +5 e -( 3 2 π ) - ( - 1 3 sin( 1 2 π ) +5 e -( 1 2 π ) )

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

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

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

= 5 e - 3 2 π + 1 3 -5 e - 1 2 π -1 · ( - 1 3 )

= 5 e - 3 2 π + 1 3 -5 e - 1 2 π + 1 3

= -5 e - 1 2 π +5 e - 3 2 π + 1 3 + 1 3

= -5 e - 1 2 π +5 e - 3 2 π + 2 3


≈ -0,328

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral 3 5 - 2 ( -2x +3 ) 2 x .

Lösung einblenden
3 5 - 2 ( -2x +3 ) 2 x
= 3 5 -2 ( -2x +3 ) -2 x

= [ - ( -2x +3 ) -1 ] 3 5

= [ - 1 -2x +3 ] 3 5

= - 1 -25 +3 + 1 -23 +3

= - 1 -10 +3 + 1 -6 +3

= - 1 ( -7 ) + 1 ( -3 )

= -( - 1 7 ) + ( - 1 3 )

= 1 7 - 1 3

= 3 21 - 7 21

= - 4 21


≈ -0,19