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 3 5 f(x) x .

Lösung einblenden

3 5 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:

I2 = 3 5 f(x) x : Dreiecksfläche I2 = (5 - 3) ⋅ ( - 3 ) 2 = -6 2 = -3.

Somit gilt:

3 5 f(x) x = I2 = 3 5 f(x) x = -3 = -3

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 · 6

= 3 -6

= -3

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 4 16 ( -2 cos( x ) - 9 2 x 4 ) x .

Lösung einblenden
4 16 ( -2 cos( x ) - 9 2 x 4 ) x
= 4 16 ( -2 cos( x ) - 9 2 x 1 4 ) x

= [ -2 sin( x ) - 18 5 x 5 4 ] 4 16

= [ -2 sin( x ) - 18 5 ( x 4 ) 5 ] 4 16

= -2 sin( 16 ) - 18 5 ( 16 4 ) 5 - ( -2 sin( 4 ) - 18 5 ( 4 4 ) 5 )

= -2 sin( 16 ) - 18 5 2 5 - ( -2 sin( 4 ) - 18 5 1 5 )

= -2 sin( 16 ) - 18 5 32 - ( -2 sin( 4 ) - 18 5 1 )

= -2 sin( 16 ) - 576 5 - ( -2 sin( 4 ) - 18 5 )

= -2 sin( 16 ) - 576 5 -1 · ( -2 sin( 4 ) ) -1 · ( - 18 5 )

= -2 sin( 16 ) - 576 5 +2 sin( 4 ) + 18 5

= -2 sin( 16 ) +2 sin( 4 ) - 576 5 + 18 5

= -2 sin( 16 ) +2 sin( 4 ) - 558 5


≈ -95,773

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

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

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

= [ - cos( -3x - 1 2 π) ] 1 2 π 3 2 π

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

= - cos(-5π) + cos(-2π)

= -( -1 ) +1

= 1 +1

= 2

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

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

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

= [ - x -2 + 1 2 cos( x ) ] π 2π

= [ - 1 x 2 + 1 2 cos( x ) ] π 2π

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

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

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

= 1 2 - 1 4 π 2 - ( - 1 2 - 1 π 2 )

= 1 2 - 1 4 π 2 -1 · ( - 1 2 ) -1 · ( - 1 π 2 )

= 1 2 - 1 4 π 2 + 1 2 + 1 π 2

= 1 2 + 1 2 - 1 4 π 2 + 1 π 2

= 1 + 3 4 π 2


≈ 1,076

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

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

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

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

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

= 1 2 cos( - 9 2 π) - 1 2 cos( - 5 2 π)

= 1 2 0 - 1 2 0

= 0+0

= 0

Parameter bei Integral bestimmen

Beispiel:

Für ein bestimmtes t>0 gilt : 0 4 ( - x 3 + t 2 x ) x = -32 .

Bestimme einen Wert für dieses t.

Lösung einblenden
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 -32 sein:

8 t 2 -64 = -32 | +64
8 t 2 = 32 |:8
t 2 = 4 | 2
t1 = - 4 = -2
t2 = 4 = 2

Der gesuchte t-Wert ist somit 2 .