Integralanwendungen BF
Beispiel:
Aus einem Wasserhahn läuft Wasser mit der Auslaufgeschwindigkeit f(x)= (in Liter pro Minute) in einen Wassertank. Nach Minuten sind 11 Liter im Tank. Wieviel Liter sind nach Minuten darin?
Lösung einblenden
Zuerst berechnen wir die Änderung des Bestands zwischen und :
=
=
=
=
=
=
=
=
=
≈ 24,667
Der neue Bestand setzt sich aus dem Anfangsbestand bei und der Änderung zwischen und
zusammen:
B = 11 + = ≈ 35.67
Integralanwendungen
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 3 Minuten darin?
Lösung einblenden
Zuerst berechnen wir die Änderung des Bestands zwischen 0 und 3:
=
=
=
≈ 74,023
Der neue Bestand setzt sich aus dem Anfangsbestand bei 0 und der Änderung zwischen 0 und 3
zusammen:
B = 16 +
≈ 90.02
Integralfunktion - Gleichung
Beispiel:
Bestimme u > 1 so, dass =
Lösung einblenden
=
=
=
=
|
|
= |
|
|
|
= 0
u1,2 =
u1,2 =
u1,2 =
u1 =
= =
15
2
=
7,5
u2 =
4
-
121
2
=
4
-11
2
=
-7
2
=
-3,5
Da u=
-3,5
< 1 ist u=
7,5
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)= 3 e 2x -1 beschrieben werden. Wieviel Wasser sind während der ersten 2 Minuten durchschnittlich im Tank?
Lösung einblenden
Wir berechnen den Mittelwert mit der üblichen Formel:
m =
1
2
+0
∫
0
2
3
e
2x
-1
ⅆ
x
=
1
2
[
3
2
e
2x
-1
]
0
2
=
1
2
(
3
2
e
2⋅2
-1
-
3
2
e
2⋅0
-1
)
=
1
2
(
3
2
e
4
-1
-
3
2
e
0
-1
)
=
1
2
(
3
2
e
3
-
3
2
e
-1
)
≈ 14,788
uneigentliche Integrale
Beispiel:
Das Schaubild der Funktion f mit f(x)= e -x +1 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
e
-x
+1
ⅆ
x
=
[
-
e
-x
+1
]
2
u
=
-
e
-u
+1
+
e
-2
+1
=
-
e
-u
+1
+
e
-1
Für u → ∞ gilt: A(u) =
-
e
-u
+1
+
e
-1
→
0
+
e
-1
=
e
-1
≈ 0.368
Für den Flächeninhalt (immer positiv) gilt also I = 0.368