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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) x .

Lösung einblenden

0 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:

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

I2 = 2 4 f(x) x : Dreiecksfläche I2 = (4 - 2) ⋅ 3 2 = 6 2 = 3.

I3 = 4 7 f(x) x : Rechtecksfläche I3 = (7 - 4) ⋅ 3 = 3 ⋅ 3 = 9.

I4 = 7 10 f(x) x : Trapezfläche I4 = (10 - 7) ⋅ 3 + 1 2 = 3 ⋅ 2 = 6.

Somit gilt:

0 10 f(x) x = I1 + I2 + I3 + I4 = 0 2 f(x) x + 2 4 f(x) x + 4 7 f(x) x + 7 10 f(x) x = -3 +3 +9 +6 = 15

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

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

Lösung einblenden
-3 -2 ( 5x -5 ) x

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

= 5 2 ( -2 ) 2 -5( -2 ) - ( 5 2 ( -3 ) 2 -5( -3 ) )

= 5 2 4 +10 - ( 5 2 9 +15 )

= 10 +10 - ( 45 2 +15 )

= 20 - ( 45 2 + 30 2 )

= 20 -1 · 75 2

= 20 - 75 2

= 40 2 - 75 2

= - 35 2


= -17,5

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 2 3 ( - 2 x 3 +3 e -3x ) x .

Lösung einblenden
2 3 ( - 2 x 3 +3 e -3x ) x
= 2 3 ( -2 x -3 +3 e -3x ) x

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

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

= 1 3 2 - e -33 - ( 1 2 2 - e -32 )

= 1 9 - e -9 - ( 1 4 - e -6 )

= 1 9 - e -9 -1 · 1 4 + e -6

= 1 9 - e -9 - 1 4 + e -6

= e -6 - e -9 + 1 9 - 1 4

= e -6 - e -9 - 5 36


≈ -0,137

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

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

Lösung einblenden
0 3 - ( 2x -4 ) 2 x

= [ - 1 6 ( 2x -4 ) 3 ] 0 3

= - 1 6 ( 23 -4 ) 3 + 1 6 ( 20 -4 ) 3

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

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

= - 1 6 8 + 1 6 ( -64 )

= - 4 3 - 32 3

= -12

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

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

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

= [ - 1 6 x 6 + sin( x ) ] 1 2 π π

= - 1 6 π 6 + sin( π ) - ( - 1 6 ( 1 2 π ) 6 + sin( 1 2 π ) )

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

= - 1 6 π 6 - ( 1 - 1 384 π 6 )

= -1 · 1 -1 · ( - 1 384 π 6 ) - 1 6 π 6

= -1 + 1 384 π 6 - 1 6 π 6

= -1 - 21 128 π 6


≈ -158,728

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

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

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

= [ - 1 3 ( 3x -5 ) 3 ] 0 3

= - 1 3 ( 33 -5 ) 3 + 1 3 ( 30 -5 ) 3

= - 1 3 ( 9 -5 ) 3 + 1 3 ( 0 -5 ) 3

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

= - 1 3 64 + 1 3 ( -125 )

= - 64 3 - 125 3

= -63