Integralanwendungen BF
Beispiel:
Die Bewegungsgeschwindigkeit eines Körpers lässt sich nährungsweise durch die Funktion f mit f(x)= (in m/s, x in Sekunden) beschreiben. Nach s hat er bereits 10 m zurückgelegt. Wie weit ist er nach Sekunden?
Lösung einblenden
Zuerst berechnen wir die Änderung des Bestands zwischen und :
=
=
=
=
=
=
=
=
=
Der neue Bestand setzt sich aus dem Anfangsbestand bei und der Änderung zwischen und
zusammen:
B = 10 + =
Integralanwendungen
Beispiel:
Die Bewegungsgeschwindigkeit eines Körpers lässt sich nährungsweise durch die Funktion f mit f(x)= (in m/s, x in Sekunden) beschreiben. Nach 3s hat er bereits 8 m zurückgelegt. Wie weit ist er nach 4 Sekunden?
Lösung einblenden
Zuerst berechnen wir die Änderung des Bestands zwischen 3 und 4:
=
=
=
=
=
=
=
Der neue Bestand setzt sich aus dem Anfangsbestand bei 3 und der Änderung zwischen 3 und 4
zusammen:
B = 8 + =
Integralfunktion - Gleichung
Beispiel:
Bestimme u > 0 so, dass =
Lösung einblenden
=
=
=
=
|
|
= |
|
|: |
|
|
= |
|
|
|
| u1 |
= |
-
9
|
=
-3
|
| u2 |
= |
9
|
=
3
|
Da u=
-3
< 0 ist u=
3
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)= 5 ( 2x -5 ) 2 +6 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
(
5
(
2x
-5
)
2
+6
)
ⅆ
x
=
1
3
[
5
6
(
2x
-5
)
3
+6x
]
0
3
=
1
3
(
5
6
⋅
(
2⋅3
-5
)
3
+6⋅3
- (
5
6
⋅
(
2⋅0
-5
)
3
+6⋅0
))
=
1
3
(
5
6
⋅
(
6
-5
)
3
+18
- (
5
6
⋅
( 0
-5
)
3
+0))
=
1
3
(
5
6
⋅
1
3
+18
- (
5
6
⋅
( -5 )
3
+0))
=
1
3
(
5
6
⋅1
+18
- (
5
6
⋅( -125 )
+0))
=
1
3
(
5
6
+18
- (
-
625
6
+0))
=
1
3
(
5
6
+
108
6
- (
-
625
6
+0))
=
1
3
(
113
6
+
625
6
)
=
1
3
·
123
=
41
uneigentliche Integrale
Beispiel:
Das Schaubild der Funktion f mit f(x)= e 2x -4 schließt mit der x-Achse und der y-Achse eine nach rechts offene Fläche ein.
Untersuche, ob der Flächeninhalt endlich ist und bestimme in diesem Fall diesen Flächeninhalt.
Lösung einblenden
A(u)=
∫
0
u
e
2x
-4
ⅆ
x
=
[
1
2
e
2x
-4
]
0
u
=
1
2
e
2u
-4
-
1
2
e
2⋅0
-4
=
1
2
e
2u
-4
-
1
2
e
0
-4
=
1
2
e
2u
-4
-
1
2
e
-4
Für u → ∞ gilt: A(u) =
1
2
e
2u
-4
-
1
2
e
-4
→
∞