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) ⋅ 3 = 3 ⋅ 3 = 9.

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

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 = 9 +3 -1.5 -2 = 8.5

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

Bestimme das Integral -3 -1 ( 3x -1 ) x .

Lösung einblenden
-3 -1 ( 3x -1 ) x

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

= 3 2 ( -1 ) 2 - ( -1 ) - ( 3 2 ( -3 ) 2 - ( -3 ) )

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

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

= 3 2 + 2 2 - ( 27 2 + 6 2 )

= 5 2 -1 · 33 2

= 5 2 - 33 2

= -14

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

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

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

= [ 2 3 x 3 -2 sin( x ) ] 0 π

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

= 2 3 π 3 -20 - ( 2 3 0 -20 )

= 2 3 π 3 +0 - (0+0)

= 2 3 π 3 +0

= 2 3 π 3


≈ 20,671

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 0 2 3 ( -3x +6 ) 2 x .

Lösung einblenden
0 2 3 ( -3x +6 ) 2 x

= [ - 1 3 ( -3x +6 ) 3 ] 0 2

= - 1 3 ( -32 +6 ) 3 + 1 3 ( -30 +6 ) 3

= - 1 3 ( -6 +6 ) 3 + 1 3 ( 0 +6 ) 3

= - 1 3 0 3 + 1 3 6 3

= - 1 3 0 + 1 3 216

= 0 +72

= 72

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

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

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

= [ - x -1 - cos( x ) ] 1 2 π π

= [ - 1 x - cos( x ) ] 1 2 π π

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

= - 1 π - ( -1 ) - ( - 1 1 2 π - 0 )

= - 1 π +1 - ( - 1 1 2 π +0)

= 1 - 1 π + 2 π

= 1 + 1 π


≈ 1,318

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

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

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

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

= [ 2 3( -3x +5 ) ] 2 5

= 2 3( -35 +5 ) - 2 3( -32 +5 )

= 2 3( -15 +5 ) - 2 3( -6 +5 )

= 2 3 ( -10 ) - 2 3 ( -1 )

= 2 3 ( - 1 10 ) - 2 3 ( -1 )

= - 1 15 + 2 3

= - 1 15 + 10 15

= 3 5


= 0,6

Parameter bei Integral bestimmen

Beispiel:

Für ein bestimmtes t>0 gilt : 0 4 ( -2 x 3 +4 t 2 x ) x = 264 .

Bestimme einen Wert für dieses t.

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

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

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

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

= -128 +32 t 2 - (0+0)

= 32 t 2 -128 +0

= 32 t 2 -128

Dieses Integral 32 t 2 -128 muss nun gleich 264 sein:

32 t 2 -128 = 264 | +128
32 t 2 = 392 |:32
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.