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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 3 f(x) x : Dreiecksfläche I1 = (3 - 0) ⋅ 3 2 = 9 2 = 4.5.

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

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

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

Somit gilt:

0 10 f(x) x = I1 + I2 + I3 + I4 = 0 3 f(x) x + 3 5 f(x) x + 5 7 f(x) x + 7 10 f(x) x = 4.5 -2 -4 -7.5 = -9

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

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

Lösung einblenden
-2 -1 ( 4x -1 ) x

= [ 2 x 2 - x ] -2 -1

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

= 21 +1 - ( 24 +2 )

= 2 +1 - ( 8 +2 )

= 3 -1 · 10

= 3 -10

= -7

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 1 2 π 3 2 π ( 1 x 4 +2 sin( x ) ) x .

Lösung einblenden
1 2 π 3 2 π ( 1 x 4 +2 sin( x ) ) x
= 1 2 π 3 2 π ( x -4 +2 sin( x ) ) x

= [ - 1 3 x -3 -2 cos( x ) ] 1 2 π 3 2 π

= [ - 1 3 x 3 -2 cos( x ) ] 1 2 π 3 2 π

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

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

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

= - 8 81 π 3 + 8 3 π 3

= - 8 81 π 3 + 216 81 π 3

= 208 81 π 3


≈ 0,083

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 4 7 - 1 ( -2x +4 ) 2 x .

Lösung einblenden
4 7 - 1 ( -2x +4 ) 2 x
= 4 7 - ( -2x +4 ) -2 x

= [ - 1 2 ( -2x +4 ) -1 ] 4 7

= [ - 1 2( -2x +4 ) ] 4 7

= - 1 2( -27 +4 ) + 1 2( -24 +4 )

= - 1 2( -14 +4 ) + 1 2( -8 +4 )

= - 1 2 ( -10 ) + 1 2 ( -4 )

= - 1 2 ( - 1 10 ) + 1 2 ( - 1 4 )

= 1 20 - 1 8

= 2 40 - 5 40

= - 3 40


= -0,075

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral 1 2 π 3 2 π ( -2 x 4 -4 cos( x ) ) x .

Lösung einblenden
1 2 π 3 2 π ( -2 x 4 -4 cos( x ) ) x

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

= - 2 5 ( 3 2 π ) 5 -4 sin( 3 2 π ) - ( - 2 5 ( 1 2 π ) 5 -4 sin( 1 2 π ) )

= - 2 5 ( 3 2 π ) 5 -4( -1 ) - ( - 2 5 ( 1 2 π ) 5 -41 )

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

= 4 - 243 80 π 5 - ( -4 - 1 80 π 5 )

= 4 - 243 80 π 5 -1 · ( -4 ) -1 · ( - 1 80 π 5 )

= 4 - 243 80 π 5 +4 + 1 80 π 5

= 4 +4 - 243 80 π 5 + 1 80 π 5

= 8 - 121 40 π 5


≈ -917,71

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

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

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

= [ 1 3 sin( -3x + π) ] 1 2 π 3 2 π

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

= 1 3 sin( - 7 2 π) - 1 3 sin( - 1 2 π)

= 1 3 1 - 1 3 ( -1 )

= 1 3 + 1 3

= 2 3


≈ 0,667