Integralanwendungen BF
Beispiel:
Aus einem Wasserhahn läuft Wasser mit der Auslaufgeschwindigkeit f(x)= (in Liter pro Minute) in einen Wassertank. Nach 0 Minuten sind 16 Liter im Tank. Wieviel Liter sind nach 2 Minuten darin?
Lösung einblenden
Zuerst berechnen wir die Änderung des Bestands zwischen 0 und 2:
=
=
=
≈ 40,071
Der neue Bestand setzt sich aus dem Anfangsbestand bei 0 und der Änderung zwischen 0 und 2
zusammen:
B = 16 +
≈ 56.07
Integralanwendungen
Beispiel:
Aus einem Wasserhahn läuft Wasser mit der Auslaufgeschwindigkeit f(x)= (in Liter pro Minute) in einen Wassertank. Nach 1 Minuten sind 7 Liter im Tank. Wieviel Liter sind nach 3 Minuten darin?
Lösung einblenden
Zuerst berechnen wir die Änderung des Bestands zwischen 1 und 3:
=
=
=
=
≈ 133,995
Der neue Bestand setzt sich aus dem Anfangsbestand bei 1 und der Änderung zwischen 1 und 3
zusammen:
B = 7 +
≈ 141
Integralfunktion - Gleichung
Beispiel:
Bestimme u > 3 so, dass =
Lösung einblenden
=
=
|
|
= |
|
|
|
|
|
= |
|
|:
|
|
|
= |
|
|
|
| u1 |
= |
-
72,25
|
=
-8,5
|
| u2 |
= |
72,25
|
=
8,5
|
Da u=
-8,5
< 3 ist u=
8,5
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 -3 ) 2 +3 beschrieben werden. Wieviel Wasser sind während der ersten 3 Minuten durchschnittlich im Tank?
Lösung einblenden
Wir berechnen den Mittelwert mit der üblichen Formel:
m =
1
3
+0
∫
0
3
(
2
(
x
-3
)
2
+3
)
ⅆ
x
=
1
3
[
2
3
(
x
-3
)
3
+3x
]
0
3
=
1
3
(
2
3
⋅
(
3
-3
)
3
+3⋅3
- (
2
3
⋅
( 0
-3
)
3
+3⋅0
))
=
1
3
(
2
3
⋅
0
3
+9
- (
2
3
⋅
( -3 )
3
+0))
=
1
3
(
2
3
⋅0
+9
- (
2
3
⋅( -27 )
+0))
=
1
3
(0
+9
- (
-18
+0))
=
1
3
(
9
+18
)
=
1
3
·
27
=
9
uneigentliche Integrale
Beispiel:
Das Schaubild der Funktion f mit f(x)= - 3 2x -4 schließt mit der x-Achse und der Geraden x=4 eine nach rechts offene Fläche ein.
Untersuche, ob der Flächeninhalt endlich ist und bestimme in diesem Fall diesen Flächeninhalt.
Lösung einblenden
A(u)=
∫
4
u
-
3
2x
-4
ⅆ
x
=
∫
4
u
-3
(
2x
-4
)
-1
ⅆ
x
=
[
-
3
2
ln(
|
2x
-4
|
)
]
4
u
=
-
3
2
ln(
|
2(
u
)
-4
|
)
+
3
2
ln(
|
2⋅4
-4
|
)
=
-
3
2
ln(
|
2u
-4
|
)
+
3
2
ln(
|
8
-4
|
)
=
-
3
2
ln(
|
2u
-4
|
)
+
3
2
ln(
4
)
Für u → ∞ gilt: A(u) =
3
2
ln(
4
)
-
3
2
ln(
|
2x
-4
|
)
→
∞