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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 10 f(x) x .

Lösung einblenden

2 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:

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

I3 = 5 7 f(x) x : Rechtecksfläche I3 = (7 - 5) ⋅ 4 = 2 ⋅ 4 = 8.

I4 = 7 10 f(x) x : Trapezfläche I4 = (10 - 7) ⋅ 4 + 1 2 = 3 ⋅ 2.5 = 7.5.

Somit gilt:

2 10 f(x) x = I2 + I3 + I4 = 2 5 f(x) x + 5 7 f(x) x + 7 10 f(x) x = 6 +8 +7.5 = 21.5

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

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

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

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

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

= 5 3 0 - 1 2 0 - ( 5 3 ( -27 ) - 1 2 9 )

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

= 0 - ( - 90 2 - 9 2 )

= -1 · ( - 99 2 )

= 99 2


= 49,5

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 1 2 π π ( 9 2 x 5 + 1 3 sin( x ) ) x .

Lösung einblenden
1 2 π π ( 9 2 x 5 + 1 3 sin( x ) ) x

= [ 3 4 x 6 - 1 3 cos( x ) ] 1 2 π π

= 3 4 π 6 - 1 3 cos( π ) - ( 3 4 ( 1 2 π ) 6 - 1 3 cos( 1 2 π ) )

= 3 4 π 6 - 1 3 ( -1 ) - ( 3 4 ( 1 2 π ) 6 - 1 3 0 )

= 3 4 π 6 + 1 3 - ( 3 4 ( 1 2 π ) 6 +0)

= 1 3 + 3 4 π 6 - 3 256 π 6

= 1 3 + 189 256 π 6


≈ 710,109

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

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

Lösung einblenden
1 2 e 3x -3 x

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

= 1 3 e 32 -3 - 1 3 e 31 -3

= 1 3 e 6 -3 - 1 3 e 3 -3

= 1 3 e 3 - 1 3 e 0

= 1 3 e 3 - 1 3


≈ 6,362

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral 1 2 π 2π ( -2 cos( x ) - 1 x 4 ) x .

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

= [ -2 sin( x ) + 1 3 x -3 ] 1 2 π 2π

= [ -2 sin( x ) + 1 3 x 3 ] 1 2 π 2π

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

= -20 + 1 3 ( 2π ) 3 - ( -21 + 1 3 ( 1 2 π ) 3 )

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

= 1 24 π 3 - ( -2 + 8 3 π 3 )

= -1 · ( -2 ) -1 · 8 3 π 3 + 1 24 π 3

= 2 - 8 3 π 3 + 1 24 π 3

= 2 - 21 8 π 3


≈ 1,915

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

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

Lösung einblenden
0 2 -3 ( 3x -4 ) 2 x

= [ - 1 3 ( 3x -4 ) 3 ] 0 2

= - 1 3 ( 32 -4 ) 3 + 1 3 ( 30 -4 ) 3

= - 1 3 ( 6 -4 ) 3 + 1 3 ( 0 -4 ) 3

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

= - 1 3 8 + 1 3 ( -64 )

= - 8 3 - 64 3

= -24