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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 3 f(x) ⅆ x : Dreiecksfläche I1 = (3 - 0) ⋅ ( - 4 ) 2 = -12 2 = -6.

I2 = ∫ 3 5 f(x) ⅆ x : Dreiecksfläche I2 = (5 - 3) ⋅ 1 2 = 2 2 = 1.

I3 = ∫ 5 7 f(x) ⅆ x : Rechtecksfläche I3 = (7 - 5) ⋅ 1 = 2 ⋅ 1 = 2.

I4 = ∫ 7 10 f(x) ⅆ x : Trapezfläche I4 = (10 - 7) ⋅ 1 + 2 2 = 3 ⋅ 1.5 = 4.5.

Somit gilt:

∫ 0 10 f(x) ⅆ x = I1 + I2 + I3 + I4 = ∫ 0 3 f(x) ⅆ x + ∫ 3 5 f(x) ⅆ x + ∫ 5 7 f(x) ⅆ x + ∫ 7 10 f(x) ⅆ x = -6 +1 +2 +4.5 = 1.5

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

Bestimme das Integral ∫ -3 -1 ( 4 x 2 + x ) ⅆ x .

Lösung einblenden
∫ -3 -1 ( 4 x 2 + x ) ⅆ x

= [ 4 3 x 3 + 1 2 x 2 ] -3 -1

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

= 4 3 ⋅( -1 ) + 1 2 ⋅1 - ( 4 3 ⋅( -27 ) + 1 2 ⋅9 )

= - 4 3 + 1 2 - ( -36 + 9 2 )

= - 8 6 + 3 6 - ( - 72 2 + 9 2 )

= - 5 6 -1 · ( - 63 2 )

= - 5 6 + 63 2

= - 5 6 + 189 6

= 92 3


≈ 30,667

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral ∫ 1 4 ( - 1 4 x 4 -4 x 3 ) ⅆ x .

Lösung einblenden
∫ 1 4 ( - 1 4 x 4 -4 x 3 ) ⅆ x
= ∫ 1 4 ( - 1 4 x 4 -4 x 1 3 ) ⅆ x

= [ - 1 20 x 5 -3 x 4 3 ] 1 4

= [ - 1 20 x 5 -3 ( x 3 ) 4 ] 1 4

= - 1 20 ⋅ 4 5 -3 ( 4 3 ) 4 - ( - 1 20 ⋅ 1 5 -3 ( 1 3 ) 4 )

= - 1 20 ⋅1024 -3⋅ 1 4 - ( - 1 20 ⋅1 -3⋅ 1 4 )

= - 256 5 -3⋅1 - ( - 1 20 -3⋅1 )

= - 256 5 -3 - ( - 1 20 -3 )

= - 256 5 - 15 5 - ( - 1 20 - 60 20 )

= - 271 5 -1 · ( - 61 20 )

= - 271 5 + 61 20

= - 1084 20 + 61 20

= - 271 5 + 61 20

= - 1084 20 + 61 20

= - 1023 20


≈ -67,199

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral ∫ 2 5 ( 2 ( x -3 ) 3 -3 ) ⅆ x .

Lösung einblenden
∫ 2 5 ( 2 ( x -3 ) 3 -3 ) ⅆ x

= [ 1 2 ( x -3 ) 4 -3x ] 2 5

= 1 2 ⋅ ( 5 -3 ) 4 -3⋅5 - ( 1 2 ⋅ ( 2 -3 ) 4 -3⋅2 )

= 1 2 ⋅ 2 4 -15 - ( 1 2 ⋅ ( -1 ) 4 -6 )

= 1 2 ⋅16 -15 - ( 1 2 ⋅1 -6 )

= 8 -15 - ( 1 2 -6 )

= -7 - ( 1 2 - 12 2 )

= -7 -1 · ( - 11 2 )

= -7 + 11 2

= - 14 2 + 11 2

= -7 + 11 2

= - 14 2 + 11 2

= - 3 2


= -1,5

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral ∫ 1 9 ( - 2 x -3 e -3x ) ⅆ x .

Lösung einblenden
∫ 1 9 ( - 2 x -3 e -3x ) ⅆ x
= ∫ 1 9 ( -2 x - 1 2 -3 e -3x ) ⅆ x

= [ -4 x 1 2 + e -3x ] 1 9

= [ -4 x + e -3x ] 1 9

= -4 9 + e -3⋅9 - ( -4 1 + e -3⋅1 )

= -4⋅3 + e -27 - ( -4⋅1 + e -3 )

= -12 + e -27 - ( -4 + e -3 )

= e -27 -12 - ( e -3 -4 )

= - e -3 -1 · ( -4 ) + e -27 -12

= - e -3 +4 + e -27 -12

= - e -3 + e -27 +4 -12

= - e -3 + e -27 -8


≈ -8,05

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral ∫ 0 1 2 π 3⋅ cos( x - π) ⅆ x .

Lösung einblenden
∫ 0 1 2 π 3⋅ cos( x - π) ⅆ x

= [ 3⋅ sin( x - π) ] 0 1 2 π

= 3⋅ sin( 1 2 π - π) -3⋅ sin( 0 - π)

= 3⋅ sin( - 1 2 π) -3⋅ sin(-π)

= 3⋅( -1 ) -3⋅0

= -3 +0

= -3