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Integration: Integrationsaufgaben
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:14 Di 27.02.2007
Autor: dauwer

Eingabefehler: "{" und "}" müssen immer paarweise auftreten, es wurde aber ein Teil ohne Entsprechung gefunden (siehe rote Markierung)
Eingabefehler: "{" und "}" müssen immer paarweise auftreten, es wurde aber ein Teil ohne Entsprechung gefunden (siehe rote Markierung)
Eingabefehler: "{" und "}" müssen immer paarweise auftreten, es wurde aber ein Teil ohne Entsprechung gefunden (siehe rote Markierung)

Aufgabe
Berechnen Sie die Integrale
(i) $\integral_{0}^{2}{\bruch{x}{\wurzel{4x+1}} dx}$, (ii)$\integral_{0}^{ln2}{\bruch{e^{-x}-e^{-3x}}{e^{-2x}+1}} dx}$

Ich würde gerne diese beiden Integrale lösen, komme aber bei beiden nicht weiter.

Beim Integral (i) habe ich es mit partieller Integration versucht:
$$\integral_{0}^{2}{x (4x+1)^{-1/2} dx}$$
Ich habe $f(x)=(4x+1)^{-1/2}$ und $g(x)=x$ gewählt und somit $F(x)=2(4x+1)^{1/2}$ und $g'(x)=1$ erhalten.
Anschliessend sieht das Intergral dann folgendermassen aus:
$$[2\wurzel{4x+1}x]_{0}^{2} - 2\integral_{0}^{2}{\wurzel{4x+1}}dx}$$
Leider weiss ich dann nicht mehr weiter...

Beim Integral (ii) habe ich die Substitutionsregel verwendet und $t=e^{-x}$ gesetzt. Somit gilt: $x=-lnt$, $dx=-\bruch{1}{t}dt$ und für die Grenzen erhalte ich $x=0~\Rightarrow~t=1$ und $x=ln2~\Rightarrow~t=\bruch{1}{2}$
Somit erhalte ich dann für das Integral: $$-\integral_{1}^{1/2}{\bruch{t-t^{3}}{t^{2}+1}\bruch{1}{t}dt~ =~\integral_{1/2}^{1}{\bruch{1-t^{2}}{t^{2}+1}dt}$$
Dann komme ich auch hier ins stocken...

Ich hoffe einer von euch kann mir hier weiterhelfen.

        
Bezug
Integration: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 00:34 Mi 28.02.2007
Autor: schachuzipus


> Berechnen Sie die Integrale
>  (i) [mm]\integral_{0}^{2}{\bruch{x}{\wurzel{4x+1}} dx}[/mm],
> (ii)[mm]\integral_{0}^{ln2}{\bruch{e^{-x}-e^{-3x}}{e^{-2x}+1}} dx}[/mm]
>  
> Ich würde gerne diese beiden Integrale lösen, komme aber
> bei beiden nicht weiter.
>  
> Beim Integral (i) habe ich es mit partieller Integration
> versucht:
>  [mm]\integral_{0}^{2}{x (4x+1)^{-1/2} dx}[/mm]
>  Ich habe
> [mm]f(x)=(4x+1)^{-1/2}[/mm] und [mm]g(x)=x[/mm]  [ok] gewählt und somit

Hallo Marc,

> [mm]F(x)=2(4x+1)^{1/2}[/mm]   [notok] Hier hast du dich vertan:

[mm] F(x)=\bruch{1}{2}(4x+1)^{\bruch{1}{2}} [/mm]


und [mm]g'(x)=1[/mm] erhalten.

>  Anschliessend sieht das Intergral dann folgendermassen
> aus:
>  [mm][2\wurzel{4x+1}x]_{0}^{2} - 2\integral_{0}^{2}{\wurzel{4x+1}}dx}[/mm] [notok] Folgefehler ;-)

[mm] \left[x\cdot\bruch{1}{2}(4x+1)^{\bruch{1}{2}}\right]^2_0 [/mm] - [mm] \bruch{1}{2}\cdot\integral{(4x+1)^{\bruch{1}{2}}dx} [/mm]

[mm] =\left[x\cdot\bruch{1}{2}(4x+1)^{\bruch{1}{2}}\right]^2_0 [/mm] - [mm] \bruch{1}{2}\cdot\left[\bruch{1}{6}(4x+1)^{\bruch{3}{2}}\right]^2_0=...... [/mm]

>  
> Leider weiss ich dann nicht mehr weiter...
>  
> Beim Integral (ii) habe ich die Substitutionsregel
> verwendet und [mm]t=e^{-x}[/mm] gesetzt. Somit gilt: [mm]x=-lnt[/mm],
> [mm]dx=-\bruch{1}{t}dt[/mm] und für die Grenzen erhalte ich
> [mm]x=0~\Rightarrow~t=1[/mm] und [mm]x=ln2~\Rightarrow~t=\bruch{1}{2}[/mm]
>  Somit erhalte ich dann für das Integral:
> [mm]-\integral_{1}^{1/2}{\bruch{t-t^{3}}{t^{2}+1}\bruch{1}{t}dt~ =~\integral_{1/2}^{1}{\bruch{1-t^{2}}{t^{2}+1}dt}[/mm]
>  
> Dann komme ich auch hier ins stocken...


[mm] \integral{\bruch{1-t^{2}}{t^{2}+1}dt}=\integral{\bruch{1}{t^{2}+1}dt}-\integral{\bruch{t^2}{t^2+1}dt}=\integral{\bruch{1}{t^{2}+1}dt}-\integral\left(1-{\bruch{1}{t^{2}+1}\right)dt}=... [/mm]



> Ich hoffe einer von euch kann mir hier weiterhelfen.

ich hoffe es ;-)

Gruß

schachuzipus

Bezug
                
Bezug
Integration: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 10:08 Mi 28.02.2007
Autor: dauwer

Aufgabenteil (i) ist jetzt klar, Danke!

> Beim Integral (ii) habe ich die Substitutionsregel
> verwendet und [mm]t=e^{-x}[/mm] gesetzt. Somit gilt: [mm]x=-lnt[/mm],
> [mm]dx=-\bruch{1}{t}dt[/mm] und für die Grenzen erhalte ich
> [mm]x=0~\Rightarrow~t=1[/mm] und [mm]x=ln2~\Rightarrow~t=\bruch{1}{2}[/mm]
> Somit erhalte ich dann für das Integral:
>
> [mm]-\integral_{1}^{1/2}{\bruch{t-t^{3}}{t^{2}+1}\bruch{1}{t}dt~ =~\integral_{1/2}^{1}{\bruch{1-t^{2}}{t^{2}+1}dt}[/mm]
>  
>  
> Dann komme ich auch hier ins stocken...
>  
>
> [mm]\integral{\bruch{1-t^{2}}{t^{2}+1}dt}=\integral{\bruch{1}{t^{2}+1}dt}-\integral{\bruch{t^2}{t^2+1}dt}=\integral{\bruch{1}{t^{2}+1}dt}-\integral\left(1-{\bruch{1}{t^{2}+1}\right)dt}=...[/mm]
>  

Der Schritt [mm] $\integral{\bruch{1}{t^{2}+1}dt}-\integral{\bruch{t^2}{t^2+1}dt}=\integral{\bruch{1}{t^{2}+1}dt}-\integral\left(1-{\bruch{1}{t^{2}+1}\right)dt}$ [/mm] ist mir nicht klar, da ich nicht weiss wie du von [mm] $\integral{\bruch{t^2}{t^2+1}dt}$ [/mm] auf [mm] $\integral\left(1-{\bruch{1}{t^{2}+1}\right)dt}$ [/mm] kommst. Leider kriege ich auch die Integration von [mm] \bruch{1}{t^{2}+1} [/mm] nicht hin...

>
>
> Ich hoffe einer von euch kann mir hier weiterhelfen.
>
> ich hoffe es ;-)
>  
> Gruß
>  
> schachuzipus


Bezug
                        
Bezug
Integration: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 10:36 Mi 28.02.2007
Autor: angela.h.b.


> Der Schritt
> [mm]\integral{\bruch{1}{t^{2}+1}dt}-\integral{\bruch{t^2}{t^2+1}dt}=\integral{\bruch{1}{t^{2}+1}dt}-\integral\left(1-{\bruch{1}{t^{2}+1}\right)dt}[/mm]
> ist mir nicht klar, da ich nicht weiss wie du von
> [mm]\integral{\bruch{t^2}{t^2+1}dt}[/mm] auf
> [mm]\integral\left(1-{\bruch{1}{t^{2}+1}\right)dt}[/mm] kommst.

Hallo,

das ist ein immer wieder gern verwendeter "Trick":

[mm] \bruch{t^2}{t^2+1}=\bruch{t^2+1-1}{t^2+1}=\bruch{t^2+1}{t^2+1}-\bruch{1}{t^2+1} [/mm]

> Leider kriege ich auch die Integration von
> [mm]\bruch{1}{t^{2}+1}[/mm] nicht hin...

Das kriegt man am besten hin, wenn man weiß (oder nachschaut), daß
[mm] (artanx)'=\bruch{1}{x^2+1} [/mm] ist.

Gruß v. Angela



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