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 8 f(x) x .

Lösung einblenden

0 8 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) ⋅ ( - 2 ) = 3 ⋅ ( - 2 ) = -6.

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

I3 = 6 8 f(x) x : Dreiecksfläche I3 = (8 - 6) ⋅ 3 2 = 6 2 = 3.

Somit gilt:

0 8 f(x) x = I1 + I2 + I3 = 0 3 f(x) x + 3 6 f(x) x + 6 8 f(x) x = -6 -3 +3 = -6

Integrale (ganz einfach)

Beispiel:

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

Lösung einblenden
-2 -1 ( 4 x 2 +2x ) x

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

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

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

= - 4 3 +1 - ( - 32 3 +4 )

= - 4 3 + 3 3 - ( - 32 3 + 12 3 )

= - 1 3 -1 · ( - 20 3 )

= - 1 3 + 20 3

= 19 3


≈ 6,333

Integrale ohne Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 1 2 π 3 2 π ( 3 sin( x ) -6 cos( x ) ) x .

Lösung einblenden
1 2 π 3 2 π ( 3 sin( x ) -6 cos( x ) ) x

= [ -3 cos( x ) -6 sin( x ) ] 1 2 π 3 2 π

= -3 cos( 3 2 π ) -6 sin( 3 2 π ) - ( -3 cos( 1 2 π ) -6 sin( 1 2 π ) )

= -30 -6( -1 ) - ( -30 -61 )

= 0 +6 - (0 -6 )

= 6 +6

= 12

Integrale mit Kettenregel BF

Beispiel:

Bestimme das Integral 1 3 ( ( -x +2 ) 2 -4 ) x .

Lösung einblenden
1 3 ( ( -x +2 ) 2 -4 ) x

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

= - 1 3 ( -3 +2 ) 3 -43 - ( - 1 3 ( -1 +2 ) 3 -41 )

= - 1 3 ( -1 ) 3 -12 - ( - 1 3 1 3 -4 )

= - 1 3 ( -1 ) -12 - ( - 1 3 1 -4 )

= 1 3 -12 - ( - 1 3 -4 )

= 1 3 - 36 3 - ( - 1 3 - 12 3 )

= - 35 3 -1 · ( - 13 3 )

= - 35 3 + 13 3

= - 22 3


≈ -7,333

Integrale ohne Kettenregel

Beispiel:

Bestimme das Integral 1 2 π π ( sin( x ) -5 cos( x ) ) x .

Lösung einblenden
1 2 π π ( sin( x ) -5 cos( x ) ) x

= [ - cos( x ) -5 sin( x ) ] 1 2 π π

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

= -( -1 ) -50 - ( -0 -51 )

= 1 +0 - (0 -5 )

= 1 +5

= 6

Integrale mit Kettenregel

Beispiel:

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

Lösung einblenden
1 4 3 e 2x -3 x

= [ 3 2 e 2x -3 ] 1 4

= 3 2 e 24 -3 - 3 2 e 21 -3

= 3 2 e 8 -3 - 3 2 e 2 -3

= 3 2 e 5 - 3 2 e -1


≈ 222,068

Parameter bei Integral bestimmen

Beispiel:

Für ein bestimmtes t>0 gilt : 0 4 ( -2 x 3 +4 t 2 x ) x = 72 .

Bestimme einen Wert für dieses t.

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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 72 sein:

32 t 2 -128 = 72 | +128
32 t 2 = 200 |:32
t 2 = 25 4 | 2
t1 = - 25 4 = - 5 2
t2 = 25 4 = 5 2

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