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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 8 f(x) x .

Lösung einblenden

0 8 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 : Rechtecksfläche I1 = (2 - 0) ⋅ 4 = 2 ⋅ 4 = 8.

I2 = 2 4 f(x) x : Dreiecksfläche I2 = (4 - 2) ⋅ 4 2 = 8 2 = 4.

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

I4 = 6 8 f(x) x : Rechtecksfläche I4 = (8 - 6) ⋅ ( - 2 ) = 2 ⋅ ( - 2 ) = -4.

Somit gilt:

0 8 f(x) x = I1 + I2 + I3 + I4 = 0 2 f(x) x + 2 4 f(x) x + 4 6 f(x) x + 6 8 f(x) x = 8 +4 -2 -4 = 6

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

Bestimme das Integral -3 -1 ( 5 x 2 + x ) x .

Lösung einblenden
-3 -1 ( 5 x 2 + x ) x

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

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

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

= - 5 3 + 1 2 - ( -45 + 9 2 )

= - 10 6 + 3 6 - ( - 90 2 + 9 2 )

= - 7 6 -1 · ( - 81 2 )

= - 7 6 + 81 2

= - 7 6 + 243 6

= 118 3


≈ 39,333

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

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

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

= [ -2 x -2 - 3 2 sin( x ) ] π 3 2 π

= [ - 2 x 2 - 3 2 sin( x ) ] π 3 2 π

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

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

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

= 3 2 - 8 9 π 2 + 2 π 2

= 3 2 + 10 9 π 2


≈ 1,613

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 0 2 - e x -2 x .

Lösung einblenden
0 2 - e x -2 x

= [ - e x -2 ] 0 2

= - e 2 -2 + e 0 -2

= - e 0 + e -2

= -1 + e -2


≈ -0,865

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral 0 1 2 π ( 2 cos( x ) - e -3x ) x .

Lösung einblenden
0 1 2 π ( 2 cos( x ) - e -3x ) x

= [ 2 sin( x ) + 1 3 e -3x ] 0 1 2 π

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

= 21 + 1 3 e -3( 1 2 π ) - ( 20 + 1 3 e 0 )

= 2 + 1 3 e -3( 1 2 π ) - (0 + 1 3 )

= 1 3 e -3( 1 2 π ) +2 - (0 + 1 3 )

= 1 3 e -3( 1 2 π ) +2 - 1 3

= 1 3 e - 3 2 π + 5 3


≈ 1,67

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral 0 1 ( 3 ( -2x +1 ) 2 +3 ) x .

Lösung einblenden
0 1 ( 3 ( -2x +1 ) 2 +3 ) x

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

= - 1 2 ( -21 +1 ) 3 +31 - ( - 1 2 ( -20 +1 ) 3 +30 )

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

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

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

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

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

= 7 2 + 1 2

= 4