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Integral (unbest.) berechnen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 08:11 Fr 19.01.2007
Autor: xsara

Aufgabe
a) Man berechne das unbstimmte Integral
[mm] \integral{\bruch{1}{\wurzel{1+e^x}} dx}. [/mm]
b) Man zeige, dass [mm] \integral{arctanx dx} [/mm] = [mm] x*arctanx-log\wurzel{1+x^2}+C. [/mm]

Hallo!

Bei beiden Aufgaben komme ich nicht so richtig weiter.

Zu a) ist mir klar, dass ich vielleicht substituieren könnte, also [mm] y:=\wurzel{1+x^2}. [/mm] Wie das allerdings genau geht weiß ich nicht. Hat da vielleicht jemand einen Tipp?

Bei b) ist mein Ansatz:
[mm] \integral{arctanx dx} [/mm] = [mm] \integral{1*arctanx dx} [/mm] = [mm] x*arctanx-\integral{\bruch{x dx}{1+x^2}}. [/mm] Hat jemand einen Tipp, wie man von  [mm] \integral{\bruch{x dx}{1+x^2}} [/mm] auf die Aussage [mm] log\wurzel{1+x^2} [/mm] kommt?

Vielen Dank für eure Hilfe!

xsara

        
Bezug
Integral (unbest.) berechnen: Aufgabe b.)
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 08:28 Fr 19.01.2007
Autor: Loddar

Hallo xsara!


Bei dem Bruch [mm] $\bruch{x}{1+x^2}$ [/mm] erweitern wir zunächst mit $2_$ :  [mm] $\bruch{1}{2}*\bruch{2x}{1+x^2}$ [/mm]


Nun haben wir den Zähler exakt als Ableitung des Nenners. Dieses Integral kannst Du doch lösen, oder?

Anschließend wurde ein MBLogarithmus- sowie MBPotenzgesetz angewandt:

[mm] $m*\log_b(a) [/mm] \ = \ [mm] \log_b\left(a^m\right)$ [/mm]   bzw.   [mm] $a^{\bruch{1}{2}} [/mm] \ = \ [mm] \wurzel[2]{a} [/mm] \ = \ [mm] \wurzel{a}$ [/mm]


Nun klar(er)?


Gruß
Loddar


Bezug
        
Bezug
Integral (unbest.) berechnen: Rückfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:51 So 21.01.2007
Autor: xsara

Hallo!

Mit der Substitution bei a) komme ich nicht vorran. Kann mir da jemand auf die Sprünge helfen? Ich weiß, dass man mit [mm]y:=\wurzel{1+e^x}[/mm] substituieren kann.

Dann heißt doch der neue Ausdruck [mm] \integral{\bruch{1}{y} dy} [/mm] oder?
Weiter ist mir klar, dass dieses unbestimmte Integral den Ausdruck [mm]log|y|+C[/mm] ergibt.
Weiter ist mir klar, dass man nun rücksubstituieren muss. Aber da weiß ich leider nicht genau, wie das geht. Für [mm]y[/mm] einfach [mm] \wurzel{1+e^x} [/mm] einsetzen ist es ja nicht, oder?


Auch bei Aufgabe b) hänge ich fest. In meinem Vorlesungsskript steht, dass [mm] \integral{\bruch{2x}{x^2+1} dx}=log(x^2+1) [/mm] ist.
Irgendwie hänge ich aber immer noch fest. Vielleicht kann mir da jemand weiter helfen?

Vielen Dank!

xsara


Bezug
                
Bezug
Integral (unbest.) berechnen: Logarithmus- und Potenzgesetz
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:17 So 21.01.2007
Autor: Loddar

Hallo xsara!


Für Deine 1. Aufgabe fällt mir spontan keine Lösung ein. Allerdings ist Dein Ansatz / Weg nicht ganz richtig ...


> Dann heißt doch der neue Ausdruck [mm]\integral{\bruch{1}{y} dy}[/mm] , oder?

[notok] Du musst hier ja auch das [mm] $d\red{x}$ [/mm] korrekt in ein [mm] $d\red{y}$ [/mm] überführen mit:

$y' \ = \ [mm] \bruch{dy}{dx} [/mm] \ = \ ...$


Und das ist hier nicht ganz so einfach ...



> Weiter ist mir klar, dass man nun rücksubstituieren muss.
> Aber da weiß ich leider nicht genau, wie das geht. Für [mm]y[/mm]
> einfach [mm]\wurzel{1+e^x}[/mm] einsetzen ist es ja nicht, oder?

Wenn es so wäre, funktioniert die Resubstitution genau wie beschrieben.

  

> Auch bei Aufgabe b) hänge ich fest. In meinem
> Vorlesungsskript steht, dass [mm]\integral{\bruch{2x}{x^2+1} dx}=log(x^2+1)[/mm] ist.

Damit hast Du doch bereits die "halbe Miete" ... Es entsteht am Ende der Ausdruck [mm] $\bruch{1}{2}*\ln\left(x^2+1\right)$ [/mm] .

Hier nun (wie oben beschrieben) mit MBLogarithmus- und MBPotenzgesetz vorgehen.


Gruß
Loddar


Bezug
        
Bezug
Integral (unbest.) berechnen: Aufgabe a.)
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:24 So 21.01.2007
Autor: Loddar

Hallo xsara!


Es geht wirklich mit der Substitution $y \ := \ [mm] \wurzel{1+e^x}$ [/mm] .

Forme nun um nach $x \ = \ ...$ und berechne daraus $x' \ = \ [mm] \bruch{dx}{dy} [/mm] \ = \ ...$ .

Anschließend dann für $x_$ bzw. $dx_$ einsetzen ...


Gruß
Loddar


Bezug
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