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

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

I3 = 4 7 f(x) x : Dreiecksfläche I3 = (7 - 4) ⋅ ( - 3 ) 2 = -9 2 = -4.5.

I4 = 7 9 f(x) x : Rechtecksfläche I4 = (9 - 7) ⋅ ( - 3 ) = 2 ⋅ ( - 3 ) = -6.

Somit gilt:

0 9 f(x) x = I1 + I2 + I3 + I4 = 0 2 f(x) x + 2 4 f(x) x + 4 7 f(x) x + 7 9 f(x) x = 4 +2 -4.5 -6 = -4.5

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

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

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-2 1 ( -5x -2 ) x

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

= - 5 2 1 2 -21 - ( - 5 2 ( -2 ) 2 -2( -2 ) )

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

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

= - 5 2 - 4 2 -1 · ( -6 )

= - 9 2 +6

= - 9 2 + 12 2

= 3 2


= 1,5

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 4 16 ( -5 cos( x ) -5 x ) x .

Lösung einblenden
4 16 ( -5 cos( x ) -5 x ) x
= 4 16 ( -5 cos( x ) -5 x 1 2 ) x

= [ -5 sin( x ) - 10 3 x 3 2 ] 4 16

= [ -5 sin( x ) - 10 3 ( x ) 3 ] 4 16

= -5 sin( 16 ) - 10 3 ( 16 ) 3 - ( -5 sin( 4 ) - 10 3 ( 4 ) 3 )

= -5 sin( 16 ) - 10 3 4 3 - ( -5 sin( 4 ) - 10 3 2 3 )

= -5 sin( 16 ) - 10 3 64 - ( -5 sin( 4 ) - 10 3 8 )

= -5 sin( 16 ) - 640 3 - ( -5 sin( 4 ) - 80 3 )

= -5 sin( 16 ) - 640 3 -1 · ( -5 sin( 4 ) ) -1 · ( - 80 3 )

= -5 sin( 16 ) - 640 3 +5 sin( 4 ) + 80 3

= -5 sin( 16 ) +5 sin( 4 ) - 640 3 + 80 3

= -5 sin( 16 ) +5 sin( 4 ) - 560 3


≈ -189,012

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

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

Lösung einblenden
0 2 - ( -x +2 ) 2 x

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

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

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

= 1 3 0 - 1 3 2 3

= 0 - 1 3 8

= 0 - 8 3

= 0 - 8 3

= - 8 3


≈ -2,667

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral 1 2 π 3 2 π ( 7 3 cos( x ) +2 sin( x ) ) x .

Lösung einblenden
1 2 π 3 2 π ( 7 3 cos( x ) +2 sin( x ) ) x

= [ 7 3 sin( x ) -2 cos( x ) ] 1 2 π 3 2 π

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

= 7 3 ( -1 ) -20 - ( 7 3 1 -20 )

= - 7 3 +0 - ( 7 3 +0)

= - 7 3 +0 - ( 7 3 +0)

= - 7 3 - 7 3

= - 14 3


≈ -4,667

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral 0 2 -2 e 2x -1 x .

Lösung einblenden
0 2 -2 e 2x -1 x

= [ - e 2x -1 ] 0 2

= - e 22 -1 + e 20 -1

= - e 4 -1 + e 0 -1

= - e 3 + e -1


≈ -19,718

Parameter bei Integral bestimmen

Beispiel:

Für ein bestimmtes t>0 gilt : 0 2 ( -2 x 3 +2 t 2 x ) x = 41 .

Bestimme einen Wert für dieses t.

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

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

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

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

= -8 +4 t 2 - (0+0)

= 4 t 2 -8 +0

= 4 t 2 -8

Dieses Integral 4 t 2 -8 muss nun gleich 41 sein:

4 t 2 -8 = 41 | +8
4 t 2 = 49 |:4
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.