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

I3 = 5 7 f(x) x : Dreiecksfläche I3 = (7 - 5) ⋅ 2 2 = 4 2 = 2.

I4 = 7 9 f(x) x : Rechtecksfläche I4 = (9 - 7) ⋅ 2 = 2 ⋅ 2 = 4.

Somit gilt:

0 9 f(x) x = I1 + I2 + I3 + I4 = 0 2 f(x) x + 2 5 f(x) x + 5 7 f(x) x + 7 9 f(x) x = -4 -3 +2 +4 = -1

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

Bestimme das Integral -1 0 ( -2x +4 ) x .

Lösung einblenden
-1 0 ( -2x +4 ) x

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

= - 0 2 +40 - ( - ( -1 ) 2 +4( -1 ) )

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

= -1 · ( -1 ) -1 · ( -4 )

= 1 +4

= 5

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 1 2 π 3 2 π ( 9 4 cos( x ) -2 sin( x ) ) x .

Lösung einblenden
1 2 π 3 2 π ( 9 4 cos( x ) -2 sin( x ) ) x

= [ 9 4 sin( x ) +2 cos( x ) ] 1 2 π 3 2 π

= 9 4 sin( 3 2 π ) +2 cos( 3 2 π ) - ( 9 4 sin( 1 2 π ) +2 cos( 1 2 π ) )

= 9 4 ( -1 ) +20 - ( 9 4 1 +20 )

= - 9 4 +0 - ( 9 4 +0)

= - 9 4 +0 - ( 9 4 +0)

= - 9 4 - 9 4

= - 9 2


= -4,5

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

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

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

= [ 3 8 ( -2x +1 ) 4 ] 2 3

= 3 8 ( -23 +1 ) 4 - 3 8 ( -22 +1 ) 4

= 3 8 ( -6 +1 ) 4 - 3 8 ( -4 +1 ) 4

= 3 8 ( -5 ) 4 - 3 8 ( -3 ) 4

= 3 8 625 - 3 8 81

= 1875 8 - 243 8

= 204

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

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

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

= [ 2 3 sin( x ) + 1 2 e -2x ] 1 2 π 3 2 π

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

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

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

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

= 1 2 e -3π - 2 3 - 1 2 e -π -1 · 2 3

= 1 2 e -3π - 2 3 - 1 2 e -π - 2 3

= - 1 2 e -π + 1 2 e -3π - 2 3 - 2 3

= - 1 2 e -π + 1 2 e -3π - 4 3


≈ -1,355

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral 1 4 -3 e -x +2 x .

Lösung einblenden
1 4 -3 e -x +2 x

= [ 3 e -x +2 ] 1 4

= 3 e -4 +2 -3 e -1 +2

= 3 e -2 -3 e 1

= 3 e -2 -3e


≈ -7,749

Parameter bei Integral bestimmen

Beispiel:

Für ein bestimmtes t>0 gilt : 0 4 ( - x 3 +3 t 2 x ) x = 230 .

Bestimme einen Wert für dieses t.

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

= [ - 1 4 x 4 + 3 2 t 2 x 2 ] 0 4

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

= - 1 4 256 + 3 2 t 2 16 - ( - 1 4 0 + 3 2 t 2 0 )

= -64 +24 t 2 - (0+0)

= 24 t 2 -64 +0

= 24 t 2 -64

Dieses Integral 24 t 2 -64 muss nun gleich 230 sein:

24 t 2 -64 = 230 | +64
24 t 2 = 294 |:24
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.