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 9 f(x) x .

Lösung einblenden

0 9 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) ⋅ ( - 4 ) = 3 ⋅ ( - 4 ) = -12.

I2 = 3 6 f(x) x : Dreiecksfläche I2 = (6 - 3) ⋅ ( - 4 ) 2 = -12 2 = -6.

I3 = 6 9 f(x) x : Dreiecksfläche I3 = (9 - 6) ⋅ 2 2 = 6 2 = 3.

Somit gilt:

0 9 f(x) x = I1 + I2 + I3 = 0 3 f(x) x + 3 6 f(x) x + 6 9 f(x) x = -12 -6 +3 = -15

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

Bestimme das Integral 0 2 ( 5 x 2 +4 ) x .

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0 2 ( 5 x 2 +4 ) x

= [ 5 3 x 3 +4x ] 0 2

= 5 3 2 3 +42 - ( 5 3 0 3 +40 )

= 5 3 8 +8 - ( 5 3 0 +0)

= 40 3 +8 - (0+0)

= 40 3 + 24 3 +0

= 64 3


≈ 21,333

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

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

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

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

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

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

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

= - 81 64 π 4 + 1 64 π 4

= - 5 4 π 4


≈ -121,761

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

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

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

= [ - 1 2 sin( -2x + 3 2 π) ] 1 2 π π

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

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

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

= 1 2 + 1 2

= 1

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral 0 3 2 π ( -4 sin( x ) + 5 4 e 3x ) x .

Lösung einblenden
0 3 2 π ( -4 sin( x ) + 5 4 e 3x ) x

= [ 4 cos( x ) + 5 12 e 3x ] 0 3 2 π

= 4 cos( 3 2 π ) + 5 12 e 3( 3 2 π ) - ( 4 cos( 0 ) + 5 12 e 3( 0 ) )

= 40 + 5 12 e 3( 3 2 π ) - ( 41 + 5 12 e 0 )

= 0 + 5 12 e 3( 3 2 π ) - ( 4 + 5 12 )

= 5 12 e 9 2 π - ( 48 12 + 5 12 )

= 5 12 e 9 2 π -1 · 53 12

= 5 12 e 9 2 π - 53 12


≈ 574750,044

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

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

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

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

= - 1 3 ( -22 +1 ) 3 + 1 3 ( -20 +1 ) 3

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

= - 1 3 ( -3 ) 3 + 1 3 1 3

= - 1 3 ( -27 ) + 1 3 1

= 9 + 1 3

= 27 3 + 1 3

= 28 3


≈ 9,333

Parameter bei Integral bestimmen

Beispiel:

Für ein bestimmtes t>0 gilt : 0 4 ( - x 3 + t 2 x ) x = 34 .

Bestimme einen Wert für dieses t.

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

= [ - 1 4 x 4 + 1 2 t 2 x 2 ] 0 4

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

= - 1 4 256 + 1 2 t 2 16 - ( - 1 4 0 + 1 2 t 2 0 )

= -64 +8 t 2 - (0+0)

= 8 t 2 -64 +0

= 8 t 2 -64

Dieses Integral 8 t 2 -64 muss nun gleich 34 sein:

8 t 2 -64 = 34 | +64
8 t 2 = 98 |:8
t 2 = 49 4 | 2
t1 = - 49 4 = - 7 2
t2 = 49 4 = 7 2

Der gesuchte t-Wert ist somit 7 2 = 3,5.