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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) ⅆ x .

Lösung einblenden

∫ 0 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:

I1 = ∫ 0 2 f(x) ⅆ x : Rechtecksfläche I1 = (2 - 0) ⋅ ( - 2 ) = 2 ⋅ ( - 2 ) = -4.

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

I3 = ∫ 4 6 f(x) ⅆ x : Dreiecksfläche I3 = (6 - 4) ⋅ 1 2 = 2 2 = 1.

I4 = ∫ 6 8 f(x) ⅆ x : Rechtecksfläche I4 = (8 - 6) ⋅ 1 = 2 ⋅ 1 = 2.

I5 = ∫ 8 10 f(x) ⅆ x : Trapezfläche I5 = (10 - 8) ⋅ 1 + 2 2 = 2 ⋅ 1.5 = 3.

Somit gilt:

∫ 0 10 f(x) ⅆ x = I1 + I2 + I3 + I4 + I5 = ∫ 0 2 f(x) ⅆ x + ∫ 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 -2 +1 +2 +3 = 0

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

Bestimme das Integral ∫ 1 5 ( 5 x 2 +5x ) ⅆ x .

Lösung einblenden
∫ 1 5 ( 5 x 2 +5x ) ⅆ x

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

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

= 5 3 ⋅125 + 5 2 ⋅25 - ( 5 3 ⋅1 + 5 2 ⋅1 )

= 625 3 + 125 2 - ( 5 3 + 5 2 )

= 1250 6 + 375 6 - ( 10 6 + 15 6 )

= 1625 6 -1 · 25 6

= 1625 6 - 25 6

= 800 3


≈ 266,667

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral ∫ 0 3 2 π ( 4 x 5 - 7 2 ⋅ cos( x ) ) ⅆ x .

Lösung einblenden
∫ 0 3 2 π ( 4 x 5 - 7 2 ⋅ cos( x ) ) ⅆ x

= [ 2 3 x 6 - 7 2 ⋅ sin( x ) ] 0 3 2 π

= 2 3 ⋅ ( 3 2 π ) 6 - 7 2 ⋅ sin( 3 2 π ) - ( 2 3 ⋅ ( 0 ) 6 - 7 2 ⋅ sin( 0 ) )

= 2 3 ⋅ ( 3 2 π ) 6 - 7 2 ⋅( -1 ) - ( 2 3 ⋅0 - 7 2 ⋅0 )

= 2 3 ⋅ ( 3 2 π ) 6 + 7 2 - (0+0)

= 7 2 + 243 32 ⋅ π 6 +0

= 7 2 + 243 32 ⋅ π 6


≈ 7304,049

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral ∫ 0 1 2 π -2⋅ sin( -2x - π) ⅆ x .

Lösung einblenden
∫ 0 1 2 π -2⋅ sin( -2x - π) ⅆ x

= [ - cos( -2x - π) ] 0 1 2 π

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

= - cos(-2π) + cos(-π)

= -1 -1

= -2

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral ∫ 4 16 ( 3 x 2 + 5 2 x ) ⅆ x .

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∫ 4 16 ( 3 x 2 + 5 2 x ) ⅆ x
= ∫ 4 16 ( 3 x 2 + 5 2 x 1 2 ) ⅆ x

= [ x 3 + 5 3 x 3 2 ] 4 16

= [ x 3 + 5 3 ( x ) 3 ] 4 16

= 16 3 + 5 3 ( 16 ) 3 - ( 4 3 + 5 3 ( 4 ) 3 )

= 4096 + 5 3 ⋅ 4 3 - ( 64 + 5 3 ⋅ 2 3 )

= 4096 + 5 3 ⋅64 - ( 64 + 5 3 ⋅8 )

= 4096 + 320 3 - ( 64 + 40 3 )

= 12288 3 + 320 3 - ( 192 3 + 40 3 )

= 12608 3 -1 · 232 3

= 12608 3 - 232 3

= 12376 3


≈ 4125,333

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral ∫ 0 2 ( - ( x -3 ) 2 +4x ) ⅆ x .

Lösung einblenden
∫ 0 2 ( - ( x -3 ) 2 +4x ) ⅆ x

= [ - 1 3 ( x -3 ) 3 +2 x 2 ] 0 2

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

= - 1 3 ⋅ ( -1 ) 3 +2⋅4 - ( - 1 3 ⋅ ( -3 ) 3 +2⋅0 )

= - 1 3 ⋅( -1 ) +8 - ( - 1 3 ⋅( -27 ) +0)

= 1 3 +8 - ( 9 +0)

= 1 3 + 24 3 -9

= 25 3 -9

= 25 3 - 27 3

= - 2 3


≈ -0,667