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Forum "Integralrechnung" - Integralbestimmung
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Integralbestimmung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:42 Di 11.10.2005
Autor: Scrab

Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.

Hallo ich bin gerade am Mathe-Hausaufgaben machen und habe dabei festgestellt, dass ich doch nicht  so den Durchblick  habe, wie ich gehofft hatte.

Aufgabe:
Gegeben sind die quadratischen Funktionen f(x)= [mm] (x+3)^2 [/mm] und
g(x)= [mm] -(x+5)^2+4 [/mm]
Die beiden Graphen umschließen ein Flächenstück. Berechnen sie dessen Flächeninhalt.

Ich weiß, dass ich jetzt erst einmal die Schnittpunkte berechnen muss, dass habe ich auch getan das  sind Punkt Z (-3/0) und Y (-5/4)

Um die Fläche heraus zu bekommen muss ich doch
( [mm] \integral_{-5}^{-3} {f-(x+5)^2+4 dx})-(\integral_{-5}^{-3} {f(x+3)^2 dx}) [/mm]
rechnen ?

Dafür rechne ich ersteinmal die jeweilgen Integrale aus.
Das für [mm] (\integral_{-5}^{-3} {f(x+3)^2 dx}) [/mm] habe ich noch hinbekommen indem ich folgendes gerechnet habe:

[mm] (\integral_{-5}^{-3} {f(x+3)^2 dx}) [/mm]
=  [mm] \integral_{-5}^{-3} {f(x^2+6x+9) dx} [/mm]
= [mm] \integral_{a}^{b} {f(x^2) dx}+ 6\* \integral_{-5}^{-3} [/mm] {f(x) dx}+ [mm] \integral_{-5}^{-3} [/mm] {9 dx}

Das  sind  doch dann:

( [mm] \bruch{-3^3}{3}- \bruch{-5^3}{5})+ [/mm] 6 [mm] \*( \bruch{-3^2}{2}- \bruch{-5^2}{2}) [/mm] + 18
= (-9+ [mm] \bruch{125}{3})+6 \*( \bruch{9}{2}- \bruch{25}{2}) [/mm] +18
= 2 [mm] \bruch{2}{3} [/mm]

So, und nun bin ich  mit meinem Latein bzw Mathe am Ende.
Denn jetz muss ich das ganze  doch für
[mm] \integral_{-5}^{-3} {f-(x+5)^2+4 dx} [/mm]
machen  und  die ERgebnisse von einander abziehen.

Aber ich weiß nicht, wie das mit
[mm] \integral_{-5}^{-3} {f-(x+5)^2+4 dx} [/mm]
gehen soll, da ich nicht weiß, wie ich das mit dem - und der +4 machen muss.
Ist das dann:
[mm] \integral_{-5}^{-3} {f-(x^2+10x+25)+4 dx} [/mm] ?

und ist dann der nächste Schritt:
[mm] \integral_{-5}^{-3} {f-(x^2)+4 dx} [/mm] + 10 [mm] \* \integral_{-5}^{-3} [/mm] {f-(x)+4 dx} + [mm] \integral_{-5}^{-3} [/mm] {25+4 dx} ?

Ich hoffe mir kann jemand helfen und ihr habt verstanden , was ich meine...
Liebe Grüße

        
Bezug
Integralbestimmung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:06 Di 11.10.2005
Autor: rachel_hannah

Hi,
  

> Hallo ich bin gerade am Mathe-Hausaufgaben machen und habe
> dabei festgestellt, dass ich doch nicht  so den Durchblick  
> habe, wie ich gehofft hatte.
>  
> Aufgabe:
>  Gegeben sind die quadratischen Funktionen f(x)= [mm](x+3)^2[/mm]
> und
> g(x)= [mm]-(x+5)^2+4[/mm]
>  Die beiden Graphen umschließen ein Flächenstück. Berechnen
> sie dessen Flächeninhalt.
>  
> Ich weiß, dass ich jetzt erst einmal die Schnittpunkte
> berechnen muss, dass habe ich auch getan das  sind Punkt Z
> (-3/0) und Y (-5/4)
>  
> Um die Fläche heraus zu bekommen muss ich doch
> ( [mm]\integral_{-5}^{-3} {f-(x+5)^2+4 dx})-(\integral_{-5}^{-3} {f(x+3)^2 dx})[/mm]
>  
> rechnen ?
>  
> Dafür rechne ich ersteinmal die jeweilgen Integrale aus.
>  Das für [mm](\integral_{-5}^{-3} {f(x+3)^2 dx})[/mm] habe ich noch
> hinbekommen indem ich folgendes gerechnet habe:
>  
> [mm](\integral_{-5}^{-3} {f(x+3)^2 dx})[/mm]
> =  [mm]\integral_{-5}^{-3} {f(x^2+6x+9) dx}[/mm]
>  =
> [mm]\integral_{a}^{b} {f(x^2) dx}+ 6\* \integral_{-5}^{-3}[/mm]
> {f(x) dx}+ [mm]\integral_{-5}^{-3}[/mm] {9 dx}
>  
> Das  sind  doch dann:
>  
> ( [mm]\bruch{-3}^3{3}- \bruch{-5^3}{5})+[/mm] 6 [mm]\*( \bruch{-3^2}{2}- \bruch{-5^2}{2})[/mm]
> + 18
>  = (-9+ [mm]\bruch{125}{3})+6 \*( \bruch{9}{2}- \bruch{25}{2})[/mm]
> +18
>  = 2 [mm]\bruch{2}{3}[/mm]
>  
> So, und nun bin ich  mit meinem Latein bzw Mathe am Ende.
>  Denn jetz muss ich das ganze  doch für
>  [mm]\integral_{-5}^{-3} {f-(x+5)^2+4 dx}[/mm]
>  machen  und  die
> ERgebnisse von einander abziehen.
>  
> Aber ich weiß nicht, wie das mit
> [mm]\integral_{-5}^{-3} {f-(x+5)^2+4 dx}[/mm]
>  gehen soll, da ich
> nicht weiß, wie ich das mit dem - und der +4 machen muss.
>  Ist das dann:
>  [mm]\integral_{-5}^{-3} {f-(x^2+10x+25)+4 dx}[/mm] ?
>  
> und ist dann der nächste Schritt:
>  [mm]\integral_{-5}^{-3} {f-(x^2)+4 dx}[/mm] + 10 [mm]\* \integral_{-5}^{-3}[/mm]
> {f-(x)+4 dx} + [mm]\integral_{-5}^{-3}[/mm] {25+4 dx} ?

Deine Rechnung ist schon richtig, aber du kannst dir das alles viel einfacher machen. Du kannst beide Funktionen in ein Integral schreiben:
[mm]\integral_{-5}^{-3}{f((x+3)^2-(-(x+5)^2)+4)dx}[/mm]
Daraus wird in der Umformung dann:
[mm]\integral_{-5}^{-3}{f((x²+3x+9+x²+10x+25-4)dx}[/mm]
bzw.:
[mm]\integral_{-5}^{-3}{f((2x²+13x+30)dx}[/mm]
Jetzt muss nur noch die Stammfunktion/Aufleitung dazu gebildet werden, also die Umkehr zur Ableitung
F(X): [mm]\bruch{2}{3}[/mm]x³+[mm]\bruch{13}{2}[/mm]x²+30x
Diese muss nun in die Grenzen -5 und -3 eingesetzt werden:
([mm]\bruch{2}{3}[/mm]x³+[mm]\bruch{13}{2}[/mm]x²+30x)|_(-5)^(-3)
Jetzt muss die höhere Grenze erst eingesetzt werden, der Wert mit der eingesetzten kleineren Grenze abgezogen werden:
[mm]\bruch{2}{3}[/mm](-3)³+[mm]\bruch{13}{2}[/mm](-3)²+30(-3)-([mm]\bruch{2}{3}[/mm](-5)³+[mm]\bruch{13}{2}[/mm](-5)²+30(-5))
Ausrechnen kannst du dass ja jetzt selbst.

Bezug
                
Bezug
Integralbestimmung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:21 Di 11.10.2005
Autor: Scrab

Hallo, wir haben erst gerade mit Integralrechnung angefangen- daher  kenn ich die die Begriffe Aufleitung etc. noch  gar nicht...

> Du kannst beide Funktionen in
> ein Integral schreiben:
>  [mm]\integral_{-5}^{-3}{f((x+3)^2-(-(x+5)^2)+4)dx}[/mm]
>  Daraus wird in der Umformung dann:
>  [mm]\integral_{-5}^{-3}{f((x²+3x+9+x²+10x+25-4)dx}[/mm]

nicht 3x sondern 6x oder?

>  Jetzt muss nur noch die Stammfunktion/Aufleitung dazu
> gebildet werden, also die Umkehr zur Ableitung
>  F(X): [mm]\bruch{2}{3}[/mm]x³+[mm]\bruch{13}{2}[/mm]x²+30x

SO Stop! Wieso teile ich die [mm] 2x^3 [/mm] durch 3? und die [mm] 13x^2 [/mm] durch 2?

Danke...;)

Bezug
                        
Bezug
Integralbestimmung: Potenzregel
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:30 Di 11.10.2005
Autor: Loddar

Hallo Scrab!

[willkommenmr]


> Hallo, wir haben erst gerade mit Integralrechnung
> angefangen- daher  kenn ich die die Begriffe Aufleitung
> etc. noch  gar nicht...

Also "Aufleitung" ist ein Unwort, das sich (leider) eingebürgert hat, um anzudeuten, dass es sich bei der Integration um die Umkehrung der Ableitung handelt ...



> nicht 3x sondern 6x oder?

[ok] Ganz genau! Gut aufgepasst ...


  

> > Jetzt muss nur noch die Stammfunktion/Aufleitung dazu
> > gebildet werden, also die Umkehr zur Ableitung
> > F(X): [mm]\bruch{2}{3}[/mm]x³+[mm]\bruch{13}{2}[/mm]x²+30x
>  
> SO Stop! Wieso teile ich die [mm]2x^3[/mm] durch 3? und die [mm]13x^2[/mm] durch 2?


Hier wird die MBPotenzregel der Integration angewandt:

[mm] $\integral{x^n \ dx} [/mm] \ = \ [mm] \bruch{1}{n+1}*x^{n+1}$ [/mm]


Schließlich muss die Ableitung der Stammfunktion auch wieder unsere Ausgangsfunktion ergeben ...


Gruß
Loddar


Bezug
                
Bezug
Integralbestimmung: Danke
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:59 Di 11.10.2005
Autor: Scrab

Danke ihr beiden... ich habs sogar verstanden ;)
Liebe Grüße
Scrab

Bezug
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