Aufgabenbeispiele von Integrale

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lineares Integral berechnen

Beispiel:

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(

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 : Rechtecksfläche I1 = (3 - 0) ⋅ ( - 2 ) = 3 ⋅ ( - 2 ) = -6.

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

I3 = 5 8 f(x) x : Dreiecksfläche I3 = (8 - 5) ⋅ 1 2 = 3 2 = 1.5.

I4 = 8 10 f(x) x : Rechtecksfläche I4 = (10 - 8) ⋅ 1 = 2 ⋅ 1 = 2.

Somit gilt:

0 10 f(x) x = I1 + I2 + I3 + I4 = 0 3 f(x) x + 3 5 f(x) x + 5 8 f(x) x + 8 10 f(x) x = -6 -2 +1.5 +2 = -4.5

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

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

Lösung einblenden
0 3 ( 5x -5 ) x

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

= 5 2 3 2 -53 - ( 5 2 0 2 -50 )

= 5 2 9 -15 - ( 5 2 0 +0)

= 45 2 -15 - (0+0)

= 45 2 - 30 2 +0

= 15 2


= 7,5

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

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

Lösung einblenden
1 2 π π ( 2 sin( x ) + 3 2 e 2x ) x

= [ -2 cos( x ) + 3 4 e 2x ] 1 2 π π

= -2 cos( π ) + 3 4 e 2π - ( -2 cos( 1 2 π ) + 3 4 e 2( 1 2 π ) )

= -2( -1 ) + 3 4 e 2π - ( -20 + 3 4 e 2( 1 2 π ) )

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

= 3 4 e 2π +2 - 3 4 e π

= 3 4 e 2π - 3 4 e π +2


≈ 386,263

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

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

Lösung einblenden
0 2 ( -x +3 ) 3 x

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

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

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

= - 1 4 1 + 1 4 3 4

= - 1 4 + 1 4 81

= - 1 4 + 81 4

= 20

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

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

Lösung einblenden
0 1 2 π ( x 2 -3 sin( x ) ) x

= [ 1 3 x 3 +3 cos( x ) ] 0 1 2 π

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

= 1 3 ( 1 2 π ) 3 +30 - ( 1 3 0 +31 )

= 1 3 ( 1 2 π ) 3 +0 - (0 +3 )

= 1 24 π 3 -3


≈ -1,708

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

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

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

= [ sin( -3x - 1 2 π) ] 0 π

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

= sin( - 7 2 π) - sin( - 1 2 π)

= 1 - ( -1 )

= 1 +1

= 2

Parameter bei Integral bestimmen

Beispiel:

Für ein bestimmtes t>0 gilt : 0 4 ( -3 x 3 +3 t x 2 ) x = -96 .

Bestimme einen Wert für dieses t.

Lösung einblenden
It = 0 4 ( -3 x 3 +3 t x 2 ) x

= [ - 3 4 x 4 + t x 3 ] 0 4

= - 3 4 4 4 + t 4 3 - ( - 3 4 0 4 + t 0 3 )

= - 3 4 256 + t 64 - ( - 3 4 0 + t 0 )

= -192 +64 t - (0+0)

= 64t -192 +0

= 64t -192

Dieses Integral 64t -192 muss nun gleich -96 sein:

64t -192 = -96 | +192
64t = 96 |:64
t = 3 2 = 1.5

Der gesuchte t-Wert ist somit 3 2 = 1,5.