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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 9 f(x) x .

Lösung einblenden

0 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:

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) ⋅ ( - 2 ) 2 = -6 2 = -3.

I3 = 5 7 f(x) x : Rechtecksfläche I3 = (7 - 5) ⋅ ( - 2 ) = 2 ⋅ ( - 2 ) = -4.

I4 = 7 9 f(x) x : Trapezfläche I4 = (9 - 7) ⋅ -2 + ( - 3 ) 2 = 2 ⋅ ( - 2.5 ) = -5.

Somit gilt:

0 9 f(x) x = I1 + I2 + I3 + I4 = 0 2 f(x) x + 2 5 f(x) x + 5 7 f(x) x + 7 9 f(x) x = 4 -3 -4 -5 = -8

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

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

Lösung einblenden
0 2 ( x 2 +5x ) x

= [ 1 3 x 3 + 5 2 x 2 ] 0 2

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

= 1 3 8 + 5 2 4 - ( 1 3 0 + 5 2 0 )

= 8 3 +10 - (0+0)

= 8 3 + 30 3 +0

= 38 3


≈ 12,667

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 0 1 2 π ( -5 sin( x ) -6 x 2 ) x .

Lösung einblenden
0 1 2 π ( -5 sin( x ) -6 x 2 ) x

= [ 5 cos( x ) -2 x 3 ] 0 1 2 π

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

= 50 -2 ( 1 2 π ) 3 - ( 51 -20 )

= 0 -2 ( 1 2 π ) 3 - ( 5 +0)

= - 1 4 π 3 -5


≈ -12,752

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 0 3 ( -2 ( 3x -7 ) 2 +5x ) x .

Lösung einblenden
0 3 ( -2 ( 3x -7 ) 2 +5x ) x

= [ - 2 9 ( 3x -7 ) 3 + 5 2 x 2 ] 0 3

= - 2 9 ( 33 -7 ) 3 + 5 2 3 2 - ( - 2 9 ( 30 -7 ) 3 + 5 2 0 2 )

= - 2 9 ( 9 -7 ) 3 + 5 2 9 - ( - 2 9 ( 0 -7 ) 3 + 5 2 0 )

= - 2 9 2 3 + 45 2 - ( - 2 9 ( -7 ) 3 +0)

= - 2 9 8 + 45 2 - ( - 2 9 ( -343 ) +0)

= - 16 9 + 45 2 - ( 686 9 +0)

= - 32 18 + 405 18 - ( 686 9 +0)

= 373 18 - 686 9

= 373 18 - 1372 18

= 373 18 - 686 9

= 373 18 - 1372 18

= - 111 2


= -55,5

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral 1 2 π 3 2 π ( 5 cos( x ) + 1 x 4 ) x .

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

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

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

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

= 5( -1 ) - 1 3 ( 3 2 π ) 3 - ( 51 - 1 3 ( 1 2 π ) 3 )

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

= -5 - 8 81 π 3 - ( 5 - 8 3 π 3 )

= -5 - 8 81 π 3 -1 · 5 -1 · ( - 8 3 π 3 )

= -5 - 8 81 π 3 -5 + 8 3 π 3

= -5 -5 - 8 81 π 3 + 8 3 π 3

= -10 + 208 81 π 3


≈ -9,917

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral 0 3 e -x +2 x .

Lösung einblenden
0 3 e -x +2 x

= [ - e -x +2 ] 0 3

= - e -3 +2 + e -0 +2

= - e -1 + e 2


≈ 7,021