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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 7 f(x) x .

Lösung einblenden

0 7 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 3 f(x) x : Rechtecksfläche I1 = (3 - 0) ⋅ 2 = 3 ⋅ 2 = 6.

I2 = 3 5 f(x) x : Dreiecksfläche I2 = (5 - 3) ⋅ 2 2 = 4 2 = 2.

I3 = 5 7 f(x) x : Dreiecksfläche I3 = (7 - 5) ⋅ ( - 1 ) 2 = -2 2 = -1.

Somit gilt:

0 7 f(x) x = I1 + I2 + I3 = 0 3 f(x) x + 3 5 f(x) x + 5 7 f(x) x = 6 +2 -1 = 7

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

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

Lösung einblenden
-1 2 ( 5x +3 ) x

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

= 5 2 2 2 +32 - ( 5 2 ( -1 ) 2 +3( -1 ) )

= 5 2 4 +6 - ( 5 2 1 -3 )

= 10 +6 - ( 5 2 -3 )

= 16 - ( 5 2 - 6 2 )

= 16 -1 · ( - 1 2 )

= 16 + 1 2

= 32 2 + 1 2

= 33 2


= 16,5

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 0 π ( -2 sin( x ) + e 2x ) x .

Lösung einblenden
0 π ( -2 sin( x ) + e 2x ) x

= [ 2 cos( x ) + 1 2 e 2x ] 0 π

= 2 cos( π ) + 1 2 e 2π - ( 2 cos( 0 ) + 1 2 e 2( 0 ) )

= 2( -1 ) + 1 2 e 2π - ( 21 + 1 2 e 0 )

= -2 + 1 2 e 2π - ( 2 + 1 2 )

= 1 2 e 2π -2 - ( 4 2 + 1 2 )

= 1 2 e 2π -2 -1 · 5 2

= 1 2 e 2π -2 - 5 2

= 1 2 e 2π - 9 2


≈ 263,246

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 0 1 2 π - cos( -x + 1 2 π) x .

Lösung einblenden
0 1 2 π - cos( -x + 1 2 π) x

= [ sin( -x + 1 2 π) ] 0 1 2 π

= sin( -( 1 2 π ) + 1 2 π) - sin( -( 0 ) + 1 2 π)

= sin(0) - sin( 1 2 π)

= 0 - 1

= -1

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral 4 9 ( - 3 2 x 5 + 5 2 x 3 ) x .

Lösung einblenden
4 9 ( - 3 2 x 5 + 5 2 x 3 ) x
= 4 9 ( - 3 2 x 5 + 5 2 x 1 3 ) x

= [ - 1 4 x 6 + 15 8 x 4 3 ] 4 9

= [ - 1 4 x 6 + 15 8 ( x 3 ) 4 ] 4 9

= - 1 4 9 6 + 15 8 ( 9 3 ) 4 - ( - 1 4 4 6 + 15 8 ( 4 3 ) 4 )

= - 1 4 531441 + 15 8 1 4 - ( - 1 4 4096 + 15 8 1 4 )

= - 531441 4 + 15 8 1 - ( -1024 + 15 8 1 )

= - 531441 4 + 15 8 - ( -1024 + 15 8 )

= - 1062882 8 + 15 8 - ( - 8192 8 + 15 8 )

= - 1062867 8 -1 · ( - 8177 8 )

= - 1062867 8 + 8177 8

= - 527345 4


≈ -131813,054

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

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

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

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

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

= 1 2 sin( 7 2 π) - 1 2 sin( 3 2 π)

= 1 2 ( -1 ) - 1 2 ( -1 )

= - 1 2 + 1 2

= 0