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Forum "Integralrechnung" - Integral - anspruchsvoll
Integral - anspruchsvoll < Integralrechnung < Analysis < Oberstufe < Schule < Mathe < Vorhilfe
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Integral - anspruchsvoll: anspruchsvolle Aufgaben
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:08 So 17.06.2007
Autor: Aeryn

Aufgabe
Berechnen Sie.
a) [mm] \integral_{1}^{4}\bruch{e^{\wurzel{x}}}{\wurzel{x}(1+e^{\wurzel{x}})} [/mm] dx

b) [mm] \integral_{0}^{1/3} \bruch{dx}{e^{x}+1} [/mm] (Hinweis: Substituieren Sie in b) [mm] t=e^{-x} [/mm]

Hi und guten Morgen,

bei a) habe ich für [mm] u=1+e^{\wurzel{x}} [/mm] angenommen oder wäre es besser für [mm] u=e^{\wurzel{x}}? [/mm]

bei b) ?


        
Bezug
Integral - anspruchsvoll: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:35 So 17.06.2007
Autor: schachuzipus

Hallo Aeyrn,

> Berechnen Sie.
>  a)
> [mm]\integral_{1}^{4}\bruch{e^{\wurzel{x}}}{\wurzel{x}(1+e^{\wurzel{x}})}[/mm]
> dx
>  
> b) [mm]\integral_{0}^{1/3} \bruch{dx}{e^{x}+1}[/mm] (Hinweis:
> Substituieren Sie in b) [mm]t=e^{-x}[/mm]
>  Hi und guten Morgen,
>  
> bei a) habe ich für [mm]u=1+e^{\wurzel{x}}[/mm] angenommen oder wäre
> es besser für [mm]u=e^{\wurzel{x}}?[/mm]

ja, m.E. ist [mm] $u:=e^{\sqrt{x}}$ [/mm] der  bessere Ansatz, das gibt ein ziemlich einfaches Integral

>  
> bei b) ?
>  

wende den Tipp an,

setze [mm] $u:=e^{-x}\Rightarrow e^x=\frac{1}{u}\Rightarrow x=...\Rightarrow \frac{dx}{du}=....$ [/mm]

Einfach mal starten, das kriegste schon hin

LG

schachuzipus

Bezug
                
Bezug
Integral - anspruchsvoll: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:28 So 17.06.2007
Autor: Aeryn

ad a)

[mm] u:=e^{\sqrt{x}} [/mm]

du=? wäre doch die 1. Ableitung davon?

Ich weiß, dass f(x)= [mm] e^{x} [/mm] und f'(x)= [mm] e^{x}, [/mm] ich schätze das kommt hier nicht zum einsatz?

ad b)

[mm] u:=e^{-x}\Rightarrow e^x=\frac{1}{u}\Rightarrow x=...\Rightarrow \frac{dx}{du}=.... [/mm]

x=ln [mm] \bruch{1}{u} [/mm]

dx = [mm] -\bruch{1}{u} [/mm]

stimmt es soweit?

Bezug
                        
Bezug
Integral - anspruchsvoll: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:41 So 17.06.2007
Autor: schachuzipus

Hallo Aeryn,

> ad a)
>
> [mm]u:=e^{\sqrt{x}}[/mm]
>  
> du=? wäre doch die 1. Ableitung davon? [kopfkratz3]
>  
> Ich weiß, dass f(x)= [mm]e^{x}[/mm] und f'(x)= [mm]e^{x},[/mm] ich schätze
> das kommt hier nicht zum einsatz?

[mm] $u=e^{\sqrt{x}}\Rightarrow \ln(u)=\sqrt{x}\Rightarrow \ln^2(u)=x\Rightarrow x'=\frac{dx}{du}=\frac{2\ln(u)}{u}\Rightarrow [/mm] dx=....$

>  
> ad b)
>  
> [mm]u:=e^{-x}\Rightarrow e^x=\frac{1}{u}\Rightarrow x=...\Rightarrow \frac{dx}{du}=....[/mm]
>
> x=ln [mm]\bruch{1}{u}[/mm] [ok] [mm] =-\ln(u) [/mm]
>  
> dx = [mm]-\bruch{1}{u}[/mm] [du musst [mm] \frac{dx}{du} [/mm] bestimmen, also dx "nach" du ableiten]

[mm] x'=\frac{dx}{\red{du}}=-\frac{1}{u}\Rightarrow [/mm] dx=.....

>  
> stimmt es soweit?

ja, fast.

Dann mal noch frohes Integrieren ;-)

cu

schachuzipus

Bezug
                                
Bezug
Integral - anspruchsvoll: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:12 So 17.06.2007
Autor: Aeryn

Hab jetzt mal fröhlich integriert! *g*

und das "geniales" ist dabei rausgekommen ;)

ad a)

[mm] u=e^{\sqrt{x}}\Rightarrow \ln(u)=\sqrt{x}\Rightarrow \ln^2(u)=x\Rightarrow x'=\frac{dx}{du}=\frac{2\ln(u)}{u}\Rightarrow [/mm] dx=....

dx = [mm] \bruch{2ln(u)}{u} [/mm] du

[mm] \integral_{1}^{4} \bruch{u}{ln(u) (1+u)} \bruch{2ln(u)}{u} [/mm] du

das kann ich ja jetzt kürzen zu:

[mm] \integral_{1}^{4} \bruch{2}{(1+u)} [/mm] du

[mm] 2*\integral_{1}^{4} \bruch{1}{(1+u)} [/mm] du = 2*ln(1+u)


ad b)

dx = [mm] -\bruch{1}{u} [/mm] du

[mm] \integral_{0}^{\bruch{1}{3}} \bruch{-\bruch{1}{u}}{\bruch{1}{u} +1} [/mm] du

Bezug
                                        
Bezug
Integral - anspruchsvoll: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:22 So 17.06.2007
Autor: schachuzipus

Hi,

> Hab jetzt mal fröhlich integriert! *g*
>  
> und das "geniales" ist dabei rausgekommen ;)
>  
> ad a)
>  
> [mm]u=e^{\sqrt{x}}\Rightarrow \ln(u)=\sqrt{x}\Rightarrow \ln^2(u)=x\Rightarrow x'=\frac{dx}{du}=\frac{2\ln(u)}{u}\Rightarrow[/mm]
> dx=....
>  
> dx = [mm]\bruch{2ln(u)}{u}[/mm] du
>  
> [mm]\integral_{1}^{4} \bruch{u}{ln(u) (1+u)} \bruch{2ln(u)}{u}[/mm]
> du
>  
> das kann ich ja jetzt kürzen zu:
>  
> [mm]\integral_{1}^{4} \bruch{2}{(1+u)}[/mm] du
>  
> [mm]2*\integral_{1}^{4} \bruch{1}{(1+u)}[/mm] du = 2*ln(1+u) [daumenhoch]

das sieht sehr gut aus,

du musst nur mit den Grenzen aufpassen, entweder substituiure die mit oder berechne zuerst das unbestimmte Integral, dann resubstituieren, dann alte Grenzen nehmen

>  
>
> ad b)
>  
> dx = [mm]-\bruch{1}{u}[/mm] du
>  
> [mm]\integral_{0}^{\bruch{1}{3}} \bruch{-\bruch{1}{u}}{\bruch{1}{u} +1}[/mm]
> du [ok]

Das kannst du weiter umformen. Mache mal den Nenner gleichnamig, da fällt fast alles weg...

Aber bisher gut gemacht - weiter so ;-)

LG

schachuzipus


Bezug
                                                
Bezug
Integral - anspruchsvoll: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:37 So 17.06.2007
Autor: Aeryn

zu  a)
wie bitte?

>
> du musst nur mit den Grenzen aufpassen, entweder
> substituiure die mit oder berechne zuerst das unbestimmte
> Integral, dann resubstituieren, dann alte Grenzen nehmen
>  

zu b)

[mm] \integral_{0}^{\bruch{1}{3}} \bruch{-\bruch{1}{u}}{\bruch{1}{u} +1} [/mm]

[mm] \integral_{0}^{\bruch{1}{3}} \bruch{-\bruch{1}{u}}{\bruch{1}{u} +\bruch{u}{u}} [/mm]

[mm] \integral_{0}^{\bruch{1}{3}} -\bruch{1}{u}*\bruch{u}{1+u} [/mm] = [mm] -\bruch{1}{1+u} [/mm]

Bezug
                                                        
Bezug
Integral - anspruchsvoll: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:46 So 17.06.2007
Autor: schachuzipus

Hmmm,

> zu  a)
> wie bitte?
>
> >
> > du musst nur mit den Grenzen aufpassen, entweder
> > substituiure die mit oder berechne zuerst das unbestimmte
> > Integral, dann resubstituieren, dann alte Grenzen nehmen

[sic!]

Wenn du substituierst, musst du natürlich auch die Grenzen substituieren und übernehmen, sobald du die neue Variable u ins Integral schreibst, musst du die Grenzen in u nehmen.
ALTERNATIV lasse alle Grenzen weg und bestimme zuerst das UNBESTIMMTE Integral (in u), Das dann wieder in x ausdrücken, also resubstituieren.
Und ganz am Schluß die (ursprünglichen) Grenzen einsetzen

> zu b)
>  
> [mm]\integral_{0}^{\bruch{1}{3}} \bruch{-\bruch{1}{u}}{\bruch{1}{u} +1}[/mm]
>  
> [mm]\integral_{0}^{\bruch{1}{3}} \bruch{-\bruch{1}{u}}{\bruch{1}{u} +\bruch{u}{u}}[/mm]
>  
> [mm]\integral_{0}^{\bruch{1}{3}} -\bruch{1}{u}*\bruch{u}{1+u}[/mm] =
> [mm]\red{-\int}{\bruch{1}{1+u}\red{du}}[/mm]  [ok]

Das nun berechnen

Gruß

schachuzipus


Bezug
                                                                
Bezug
Integral - anspruchsvoll: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:41 So 17.06.2007
Autor: Aeryn

zu a)

meinst du das so?

[mm] u=e^{\wurzel{x}} [/mm]

[mm] u=e^{\wurzel{4}} [/mm] = [mm] e^{2} [/mm]

[mm] u=e^{\wurzel{1}} [/mm] = [mm] e^{1} [/mm]

als neue Grenzen?

jedenfalls wenn ich es resubstituiere:

2*ln(1+u) = [mm] 2*ln(1+e^{\wurzel{x}}) [/mm]

in den Grenzen 1 und 4:

[mm] 2*ln(1+e^{\wurzel{4}}) [/mm] - [mm] 2*ln(1+e^{\wurzel{1}}) [/mm]

Bezug
                                                                        
Bezug
Integral - anspruchsvoll: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:47 So 17.06.2007
Autor: schachuzipus

Hi,

genau das meine ich,

wenn du mal das Integral nicht resubstituierst und entsprechend die Grenzen e und [mm] e^2 [/mm] einsetzt, kommst auf dasselbe Ergebnis wie, wenn du zuerst resubstituierst und die "alten" Grenzen 1 und 4 einsetzt.

Es geht v.a. um sorgfältiges Aufschreiben, du solltest, wenn du die Variablen im Integral substituierst eben auch die Integrationsgrenzen substituieren und ans Integral schreiben.

LG

schachuzipus

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