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Integralrechnung: Frage zur Integralrechnung
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:02 So 16.01.2005
Autor: Beavis

Hi Leute
schreibe am Di Mathe Klausur und hab Probleme bei einer Übungsaufgabe:

Der Graph G(f) der in D(f) = [mm] \IR [/mm] definierten Funktion 2. Grades schneidet die x-Achse an den stellen x1 = 0 und x2 = 4 und besitzt im Ursprung die Steigung 2.

a) Bestimmen sie den Funktionsterm f(x)!

b) Zeigen Sie, dass die Gerade g: Y = -x + [mm] \bruch{9}{2} [/mm] den Graphen G(f)
    berührt und bestimmen Sie die Koordinaten des Berührpunkts!

c) Zeichnen Sie den Graphen G(f) sowie die Gerade g für alle x [mm] \in [/mm] [-1,5;5]
    in ein rechtwinkliges Kooridinatensystem!
    Berechnen Sie den Inhalt A des Flächenstücks, das der Graph G(f), die
    Gerade g und die positive y-Achse miteinander einschließen!

Also bei a)  f(x) = [mm] -0,5x^2 [/mm] + 2x  und b) (Berührpunkt = (3/1,5) hab ich ne Lösung raus bekommen, aber bei der c) komm ich nicht auf den Anfangsterm des Integrals um den Flächeninhalt auszurechnen.
Bitte helft mir!
MFG Beavis

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

        
Bezug
Integralrechnung: Ansatz
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:33 So 16.01.2005
Autor: Loddar

Hallo Beavis,

auch Dir hier ein [willkommenmr] !!


> Der Graph G(f) der in D(f) = [mm]\IR[/mm] definierten Funktion 2.
> Grades schneidet die x-Achse an den stellen x1 = 0 und x2 =
> 4 und besitzt im Ursprung die Steigung 2.
>  
> a) Bestimmen sie den Funktionsterm f(x)!
>  
> b) Zeigen Sie, dass die Gerade g: Y = -x + [mm]\bruch{9}{2}[/mm] den
> Graphen G(f) berührt und bestimmen Sie die Koordinaten des
> Berührpunkts!
>  
> c) Zeichnen Sie den Graphen G(f) sowie die Gerade g für
> alle x [mm]\in[/mm] [-1,5;5]
> in ein rechtwinkliges Kooridinatensystem!
> Berechnen Sie den Inhalt A des Flächenstücks, das der
> Graph G(f), die Gerade g und die positive y-Achse miteinander
> einschließen!
>  
> Also bei a)  f(x) = [mm]-0,5x^2[/mm] + 2x

[daumenhoch]


> b) (Berührpunkt = (3/1,5)

[daumenhoch]


> aber bei der c) komm ich nicht auf den Anfangsterm des
> Integrals um den Flächeninhalt auszurechnen.

Hast Du denn die Skizze gemacht mit der Kurve von $f(x)$?
Und auch mal die Gerade $g$ eingetragen?

Dann wirst Du sicher sehen, daß es sich um eine eingeschlossene Fläche in den Grenzen [mm] $x_0$ [/mm] (= x-Wert an der y-Achse ;-)) bis zu unserem Berührungspunkt zwischen den beiden Kurven [mm] $K_f$ [/mm] und [mm] $K_g$ [/mm] handelt.

Solche Flächen werden berechnet mit der Formel:

$|A| = [mm] \integral_{a}^{b} [/mm] {[f(x)-g(x)] dx}$

In unserem Fall ist: $a = [mm] x_0 [/mm] = ...$ sowie $b = [mm] x_B [/mm] = 3$


Kommst Du nun alleine weiter??
Melde Dich doch mal mit Deinen Ergebnissen (wenn Du möchtest) ...

Grüße
Loddar


Bezug
                
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Integralrechnung: 2. Aufgabe
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:25 So 16.01.2005
Autor: Beavis

Vielen Dank Loddar für deine schnelle Antwort.
Habe die Aufgabe nun durchgerechnet und komme auf einen Flächeninhalt von 4,5.
Bei einer 2. Übungsaufgabe bin ich mir auch nicht ganz sicher.

Gegeben ist die in D(f) =  [mm] \IR [/mm] gegebene Funktion
f(x) = [mm] 0,25x^2 [/mm] - 0,5x - 0,75
mit Graphen G(f)

b) Die Gerade  g: y = -0,5x + 1,5 schneidet den Graphen G(f) in zwei
    Punkten. Berechnen Sie die Koordinaten dieser Punkte S(1) und S(2)!

c) Zeichnen Sie den Graphen G(f) und die Gerade g für alle x [mm] \in [/mm] [-4;4] in ein
    rechtwinkliges Koordinatensystem und berechnen Sie den Inhalt A der
    Fläche die der Graph G(f) und die Gerade g miteinander einschließen!

Habe wie auch schon bei der ersten Aufgabe die Skizze gemacht.Habe es bei c) wie bei der vorherigen Aufgabe gemacht und komme auf einen Flächeninhalt von  [mm] \bruch{32}{3} [/mm]
Könntest du mir bitte beantworten, ob die beiden Ergebnisse richtig sind?
Lösungsansätze:
1.Aufgabe:
[mm] \integral_{0}^{3} [/mm] {f(x) - g(x) dx}
= [mm] \integral_{0}^{3} {(-0,5x^2 + 2x) - (-x + 4,5) dx} [/mm]
= [mm] \integral_{0}^{3} {-0,5x^2 + 3x - 4,5 dx} [/mm]
wenn ich den Werte in die Stammfunktion einsetze komme ich auf
= -4,5 + 13,5 -13,5
= -4,5
da Flächeninhalte nicht negativ sein können habe ich einen Flächeninhalt von 4,5
2.Aufgabe:
[mm] \integral_{a}^{b} [/mm] {f(x) - g(x) dx}
= [mm] \integral_{-1}^{3} {(0,25x^2 - 0,5x - 0,75) - (0,5x + 1,5) dx} [/mm]
= [mm] \integral_{-1}^{3} {0,25x^2 - 1x - 2,25 dx} [/mm]
wenn ich die Werte 3 und -1 in die Stammfunktion einsetze komme ich auf
= (2,25 - 4,5 -  6,75) - [mm] (-\bruch{1}{12} [/mm] - 0,5 + 2,25)
= [mm] -\bruch{32}{3} [/mm]
da Flächeninhalte nicht negativ sein können habe ich einen Flächeninhalt von [mm] \bruch{32}{3} [/mm]
MFG Beavis

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Bezug
Integralrechnung: Hinweis auf Formeleditor
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:55 So 16.01.2005
Autor: informix

Hallo Sebastian,

>  
> Habe wie auch schon bei der ersten Aufgabe die Skizze
> gemacht.Habe es bei c) wie bei der vorherigen Aufgabe
> gemacht und komme auf einen Flächeninhalt von  
> [mm]\bruch{32}{3}[/mm]

Es ist für viel leichter, solche Ergebnisse zu überprüfen, wenn du uns wenigstens deine Lösungsansätze zeigen könntest.
Lies doch bitte unsere Forenregeln einmal durch und benutze unseren Formeleditor, damit man die Formeln leichter (und eindeutig!) lesen kann.


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Bezug
Integralrechnung: 1. Aufg. ok / 2. Aufg. nicht!!
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:14 So 16.01.2005
Autor: Loddar

Hallo Beavis,

den Anregungen von informix kann ich mich natürlich nur anschließen ;-) ...


> Habe die Aufgabe nun durchgerechnet und komme auf einen
> Flächeninhalt von 4,5.

[daumenhoch] Das habe ich auch ...



> Bei einer 2. Übungsaufgabe bin ich mir auch nicht ganz
> sicher.
>  
> Gegeben ist die in D(f) =  [mm]\IR[/mm] gegebene Funktion
>  f(x) = [mm]0,25x^2[/mm] - 0,5x - 0,75
>  mit Graphen G(f)
>  
> b) Die Gerade  g: y = -0,5x + 1,5 schneidet den Graphen
> G(f) in zwei
>      Punkten. Berechnen Sie die Koordinaten dieser Punkte
> S(1) und S(2)!
>  
> c) Zeichnen Sie den Graphen G(f) und die Gerade g für alle
> x [mm]\in[/mm] [-4;4] in ein
>      rechtwinkliges Koordinatensystem und berechnen Sie den
> Inhalt A der
> Fläche die der Graph G(f) und die Gerade g miteinander
> einschließen!
>  
> Habe wie auch schon bei der ersten Aufgabe die Skizze
> gemacht.Habe es bei c) wie bei der vorherigen Aufgabe
> gemacht und komme auf einen Flächeninhalt von  
> [mm]\bruch{32}{3}[/mm]

[notok]
Hier habe ich ein anderes Ergebnis ...
Da Du nun keine Zwischenschritte geliefert hast, kann ich dir auch nicht Deinen Fehler sagen (sofern ICH nicht irre).


- In welchen Grenzen hast Du denn integriert? Sprich: wo liegen denn Deine Schnittpunkte [mm] $S_1$ [/mm] und [mm] $S_2$? [/mm]

- Wie lautet denn Deine Stammfunktion zu Ermittlung der Fläche?


Loddar


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Bezug
Integralrechnung: Stammfunktion
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:37 So 16.01.2005
Autor: Beavis

Habe die Lösungsansätze bei 2. Aufgabe angehängt.
Als Schnittpunkte mit der x- Achse habe ich x1= 3 und x2= -1
S1 = (3/0) und S2 = (3/3)
meine Stammfunktion lautet [mm] \bruch{1}{12}x^3 [/mm] - [mm] 0,5x^2 [/mm] - 2,25x
Vielen Dank für deine Hilfe

Bezug
                                        
Bezug
Integralrechnung: Querverweis
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 19:09 So 16.01.2005
Autor: Loddar


> Habe die Lösungsansätze bei 2. Aufgabe angehängt.
> Als Schnittpunkte mit der x- Achse habe ich x1= 3 und x2= -1
> S1 = (3/0) und S2 = (3/3)
> meine Stammfunktion lautet:
> [mm]\bruch{1}{12}x^3[/mm] - [mm]0,5x^2[/mm] - > 2,25x

[notok] Siehe diese Antwort ...

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Bezug
Integralrechnung: Aufgabe 2 : Korrekturen
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:04 So 16.01.2005
Autor: Loddar

1. Aufgabe:

>  [mm]\integral_{0}^{3}[/mm] {f(x) - g(x) dx}
>  = [mm]\integral_{0}^{3} {(-0,5x^2 + 2x) - (-x + 4,5) dx}[/mm]
>  =
> [mm]\integral_{0}^{3} {-0,5x^2 + 3x - 4,5 dx}[/mm]
>  wenn ich den
> Werte in die Stammfunktion einsetze komme ich auf
>  = -4,5 + 13,5 -13,5
>  = -4,5
>  da Flächeninhalte nicht negativ sein können habe ich einen
> Flächeninhalt von 4,5

[daumenhoch] Aber das hatten wir ja schon geklärt ...

Kleine Anmerkung:
Der Flächeninhalt an sich kann nicht negativ sein, da hast Du recht (deshalb schreiben wir ja auch immer "$|A|$").
Das Minuszeichen gibt nur die Ausrichtung der Fläche an, ob die Fläche z.B. unterhalb der x-Achse liegt.
In unserem Fall gibt das Minuszeichen an, daß die Kurve [mm] $K_f$ [/mm] in diesem Bereich unterhalb von [mm] $K_g$ [/mm] verläuft.



2. Aufgabe:

>  [mm]\integral_{a}^{b}[/mm] {f(x) - g(x) dx}
>  = [mm]\integral_{-1}^{3} {(0,25x^2 - 0,5x - 0,75) - (0,5x + 1,5) dx}[/mm]

[notok]
Die Funktionsvorschrift für unsere Gerade $g$ lautet doch: $g(x) = [mm] \red{-}0,5x+1,5$ [/mm]

Wie kommst Du auf die untere (Integrations-)Grenze von -1?
Als Schnittpunkte habe ich: [mm] $S_1(-3 [/mm] | 3)$ sowie [mm] $S_2(3|0)$ [/mm]


Loddar


Bezug
                                
Bezug
Integralrechnung: Rückfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:28 So 16.01.2005
Autor: Beavis

Bei den Schnittpunkten hab ich einfach ein "Minus" vergessen.
Wenn ich mit (-0,5x + 1,5) rechne komm ich auf [mm] \bruch{20}{3}.Aber [/mm] mein Ansatz scheint schon falsch zu scheinen.
Als Integrationsgrenze hab ich -1 weil es eine von 2 Schnittstellen mit der x-Achse ist.Weiß nicht wie ich auf die Integrationsgrenze kommen soll.
Könntest du mir den Ansatz für die Aufgabe geben?
MFG Beavis

Bezug
                                        
Bezug
Integralrechnung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:51 So 16.01.2005
Autor: Loddar

Hallo Beavis,

irgendwie hatte ich mch jetzt selber schon völlig verhaspelt. Daher etwas später die Antwort ...


Bei der o.g. Formel für den Flächeninhalt $|A| = [mm] \integral_{a}^{b} [/mm] {[f(x)-g(x)] dx}$ mußt Du in unserem Fall als Integrationsgrenzen die beiden x-Werte der beiden Schnittstellen [mm] $S_1$ [/mm] und [mm] $S_2$ [/mm] einsetzen.

Hast du denn nun die gleichen Schnittpunkte ermittelt, die ich Dir oben genannt habe?

Bei der Berechnung von Flächen zwischen verschiedenen Funktionen sind die einzelnen Nullstellen egal.

Für unsere gesuchte Fläche gilt also:
$|A| = [mm] \integral_{x_{S1}}^{x_{S2}} [/mm] {[f(x)-g(x)] dx} = [mm] \integral_{-3}^{3} [/mm] {[f(x)-g(x)] dx} = ...$


[Dateianhang nicht öffentlich]


Als Kontrollergebnis (bitte nachrechnen): $A = [mm] 9\;[F.E.]$ [/mm]


Loddar


Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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