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Integration: Tipp
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:55 Sa 03.05.2008
Autor: penguin

Aufgabe
Hey, also ich muss dieses Integral mit Substitution lösen, und wuerde eigentlich nur gerne wissen, ob mein Ansatz richtig ist, bzw. ob ich mein u richtig gewählt habe:

a) [mm] \integral_{}^{}{\wurzel{\bruch{arcsinh6x}{1+36x^2}}dx} [/mm]

b) [mm] \integral_{}^{}{\bruch{1}{a^2*cos^2(x) + b^2*sin^2(x)}dx} [/mm]

a) u=6x

b) hab ich erstmal [mm] a^2*cos^2(x) [/mm] ausgeklammert und dann hatte ich

[mm] \integral_{}^{}{\bruch{1}{a^2*cos^2(x) (1 + \bruch{b^2}{a^2}* tan^2(x))}dx} [/mm]

[mm] =\integral_{}^{}{\bruch{1 + tan^2(x)}{a^2* (1 + \bruch{b^2}{a^2}* tan^2(x))}dx} [/mm]

und jetzt könnte ich doch als mein [mm] u=tan^2(x) [/mm] wählen... oder kann ich den Bruch noch vereinfachen...

also ich bräuchte eigentlich nur einen kleinen Hinweis, mehr nicht...

lg penguin

        
Bezug
Integration: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:51 Sa 03.05.2008
Autor: MathePower

Hallo penguin,

> Hey, also ich muss dieses Integral mit Substitution lösen,
> und wuerde eigentlich nur gerne wissen, ob mein Ansatz
> richtig ist, bzw. ob ich mein u richtig gewählt habe:
>  
> a) [mm]\integral_{}^{}{\wurzel{\bruch{arcsinh6x}{1+36x^2}}dx}[/mm]
>  
> b) [mm]\integral_{}^{}{\bruch{1}{a^2*cos^2(x) + b^2*sin^2(x)}dx}[/mm]
>  
> a) u=6x

Wähle hier lieber die Substution [mm]6x=\sinh\left(u^{2}\right)[/mm]

>  
> b) hab ich erstmal [mm]a^2*cos^2(x)[/mm] ausgeklammert und dann
> hatte ich
>  
> [mm]\integral_{}^{}{\bruch{1}{a^2*cos^2(x) (1 + \bruch{b^2}{a^2}* tan^2(x))}dx}[/mm]
>
> [mm]=\integral_{}^{}{\bruch{1 + tan^2(x)}{a^2* (1 + \bruch{b^2}{a^2}* tan^2(x))}dx}[/mm]
>
> und jetzt könnte ich doch als mein [mm]u=tan^2(x)[/mm] wählen...
> oder kann ich den Bruch noch vereinfachen...
>  
> also ich bräuchte eigentlich nur einen kleinen Hinweis,
> mehr nicht...

Wähle hier lieber die Substitution [mm]u=\tan\left(x\right)[/mm]

>  
> lg penguin

Gruß
MathePower

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Integration: kleine Rueckfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:21 Sa 03.05.2008
Autor: penguin

also ich hab mir zwar bis jetzt nur die b angeschaut, aber ich lande dann bei [mm] \integral_{}^{}{\bruch{1}{a^2 + b^2*u^2} dx} [/mm]

hab ich das denn bis jetzt richtig gemacht... und wie kann ich dann weiter umformen, kann ich dann sagen
[mm] \integral_{}^{}{\bruch{1}{a^2 + b^2*u^2} dx} [/mm] = [mm] \integral_{}^{}{a^{-2} + b^{-2}*u^{-2} dx} [/mm] = - [mm] \bruch{1}{a} [/mm] - [mm] \bruch{tan^{-1}}{b^2} [/mm]

das wäre jetzt mein endgueltiges Ergebniss und irgendwie kommt mir das ziemlich komisch vor...

lg penguin

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Integration: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:28 Sa 03.05.2008
Autor: schachuzipus

Hallo penguin,

> also ich hab mir zwar bis jetzt nur die b angeschaut, aber
> ich lande dann bei [mm]\integral_{}^{}{\bruch{1}{a^2 + b^2*u^2} dx}[/mm] [ok]

>
> hab ich das denn bis jetzt richtig gemacht... und wie kann
> ich dann weiter umformen, kann ich dann sagen
>  [mm]\integral_{}^{}{\bruch{1}{a^2 + b^2*u^2} dx}[/mm] =
> [mm]\integral_{}^{}{a^{-2} + b^{-2}*u^{-2} dx}[/mm] [notok]

Das verstößt gegen die Bruchregeln ,-)

Dann wäre ja [mm] $\frac{1}{a^2}+\frac{1}{b^2u^2}=\frac{1}{a^2+b^2u^2}$ [/mm] hmmm..

> = - [mm]\bruch{1}{a}[/mm]
> - [mm]\bruch{tan^{-1}}{b^2}[/mm]

>  
> das wäre jetzt mein endgueltiges Ergebniss und irgendwie
> kommt mir das ziemlich komisch vor...

Ja ;-)

Klammere mal im Nenner [mm] $a^2$ [/mm] aus und ziehe es ganz aus dem Integral:

[mm] $\int{\frac{1}{a^2+b^2u^2} \ du}=\frac{1}{a^2}\int{\frac{1}{1+\left(\frac{b}{a}u\right)^2} \ du}$ [/mm]

Erinnert dich das an etwas? ;-)

Substituiere hier nochmal [mm] $t:=\frac{b}{a}u$ [/mm]

Gruß

schachuzipus

>
> lg penguin


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Integration: Rückfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:36 Sa 03.05.2008
Autor: penguin

hm... also noch eine letzte Frage, wie kann ich denn [mm] 6x=sinh(u^2) [/mm] differenzieren und nach x auflösen, ich mein ich weiss ja nichtmal was mein u ist...

lg penguin

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Integration: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:49 Sa 03.05.2008
Autor: MathePower

Hallo penguin,

> hm... also noch eine letzte Frage, wie kann ich denn
> [mm]6x=sinh(u^2)[/mm] differenzieren und nach x auflösen, ich mein
> ich weiss ja nichtmal was mein u ist...

Das spielt auch keine Rolle.

[mm]6x = \sinh\left(u^{2\right)[/mm]

[mm]\Rightarrow 6 \ dx = 2u*\cosh\left(u^{2}\right) \ du[/mm]

>  
> lg penguin

Gruß
MathePower

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Integration: Rueckfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:17 So 04.05.2008
Autor: penguin

also irgendwie hab ich grad ein Brett vorm Kopf... Ich hab das eingesetzt und kriege dann

[mm] 9*\integral_{}^{}{\wurzel{\bruch{arcsinh(sinh(u^2))}{1+(sinh(u^2))^2}}*\bruch{1}{3}*u*cosh(u^2)du} [/mm]

wenn ich das weiter umforme, kriege ich

[mm] 9*\integral_{}^{}{\wurzel{\bruch{u^2}{1+(sinh(u^2))^2}}*\bruch{1}{3}*u*cosh(u^2)du} [/mm]

so und wie kann ich jetzt weitermachen... ich kriegs einfach im mom ueberhautp nicht auf die reihe

lg penguin
[mm] 9*\integral_{}^{}{\bruch{u}{\wurzel{1+(sinh(u^2))^2}}*\bruch{1}{3}*u*cosh(u^2)du} [/mm]

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Integration: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:36 So 04.05.2008
Autor: schachuzipus

Hallo penguin,

benutze das Additionstheorem [mm] $\cosh^2(x)-\sinh^2(x)=1$. [/mm]

Das kannst du nachschlagen oder dir auch kurz anhand der Definitionen von [mm] $\sinh(x)=\frac{1}{2}\left(e^x-e^{-x}\right)$ [/mm] und [mm] $\cosh(x)=\frac{1}{2}\left(e^x+e^{-x}\right)$ [/mm] überlegen.

Dann steht im Nenner des Integrals [mm] $1+\sinh^2(u^2)$, [/mm] das ist also [mm] $=\cosh^2(u^2)$ [/mm]

Davon noch die Wurzel, dann vereinfacht sich das Integral doch beträchtlich ;-)


PS: Wie kommt die [mm] $9\cdot{}$ [/mm] vor das Integral [kopfkratz3] M.E. gehört die da nicht hin...


LG

schachuzipus

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