Integralanwendungen BF
Beispiel:
Aus einem Wasserhahn läuft Wasser mit der Auslaufgeschwindigkeit f(x)= (in Liter pro Minute) in einen Wassertank. Nach Minuten sind 12 Liter im Tank. Wieviel Liter sind nach Minuten darin?
Lösung einblenden
Zuerst berechnen wir die Änderung des Bestands zwischen und :
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
≈ 61,667
Der neue Bestand setzt sich aus dem Anfangsbestand bei und der Änderung zwischen und
zusammen:
B = 12 + = ≈ 73.67
Integralanwendungen
Beispiel:
Aus einem Wasserhahn läuft Wasser mit der Auslaufgeschwindigkeit f(x)= (in Liter pro Minute) in einen Wassertank. Nach 2 Minuten sind 9 Liter im Tank. Wieviel Liter sind nach 4 Minuten darin?
Lösung einblenden
Zuerst berechnen wir die Änderung des Bestands zwischen 2 und 4:
=
=
=
=
≈ 145,695
Der neue Bestand setzt sich aus dem Anfangsbestand bei 2 und der Änderung zwischen 2 und 4
zusammen:
B = 9 +
≈ 154.69
Integralfunktion - Gleichung
Beispiel:
Bestimme u > 2 so, dass =
Lösung einblenden
=
=
=
|
|
= |
|
|
|
|
|
= |
|
|:
|
|
|
= |
|
|
|
| u1 |
= |
-
25
4
|
=
-
5
2
|
| u2 |
= |
25
4
|
=
5
2
|
Da u=
-
5
2
< 2 ist u=
5
2
die einzige Lösung.
Mittelwerte
Beispiel:
Die Menge an Wasser in einem Wassertank zur Zeit x (in min) kann näherungsweise durch die Funktion f mit f(x)= 2 ( x -1 ) 2 +5 beschrieben werden. Wieviel Wasser sind während der ersten 1 Minuten durchschnittlich im Tank?
Lösung einblenden
Wir berechnen den Mittelwert mit der üblichen Formel:
m =
1
1
+0
∫
0
1
(
2
(
x
-1
)
2
+5
)
ⅆ
x
=
1
[
2
3
(
x
-1
)
3
+5x
]
0
1
=
2
3
⋅
(
1
-1
)
3
+5⋅1
- (
2
3
⋅
( 0
-1
)
3
+5⋅0
)
=
2
3
⋅
0
3
+5
- (
2
3
⋅
( -1 )
3
+0)
=
2
3
⋅0
+5
- (
2
3
⋅( -1 )
+0)
=
0
+5
- (
-
2
3
+0)
=
5
- (
-
2
3
+0)
=
5
+
2
3
=
15
3
+
2
3
=
17
3
≈ 5,667
uneigentliche Integrale
Beispiel:
Das Schaubild der Funktion f mit f(x)= - 2 ( 2x -3 ) 2 schließt mit der x-Achse und der Geraden x=2 eine nach rechts offene Fläche ein.
Untersuche, ob der Flächeninhalt endlich ist und bestimme in diesem Fall diesen Flächeninhalt.
Lösung einblenden
A(u)=
∫
2
u
-
2
(
2x
-3
)
2
ⅆ
x
=
∫
2
u
-2
(
2x
-3
)
-2
ⅆ
x
=
[
(
2x
-3
)
-1
]
2
u
=
[
1
2x
-3
]
2
u
=
1
2u
-3
-
1
2⋅2
-3
=
1
2u
-3
-
1
4
-3
=
1
2u
-3
-
1
1
=
1
2u
-3
- 1
Für u → ∞ gilt: A(u) =
1
2u
-3
-1
→
0
-1
=
-1
≈ -1
Für den Flächeninhalt (immer positiv) gilt also I = 1