Integralanwendungen BF
Beispiel:
Bei einer Bakterienkultur geht man von einer Wachstumsrate von Bakterien pro Minute zur Zeit x (in Minuten) aus. Zu Zeitpunkt x=1 sind 64 Bakterien vorhanden. Wie viele sind es nach 2 Minuten?
Lösung einblenden
Zuerst berechnen wir die Änderung des Bestands zwischen 1 und 2:
=
=
=
=
≈ 3,444
Der neue Bestand setzt sich aus dem Anfangsbestand bei 1 und der Änderung zwischen 1 und 2
zusammen:
B = 64 +
≈ 67.44
Integralanwendungen
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 :
=
=
=
=
=
=
=
=
≈ 203,333
Der neue Bestand setzt sich aus dem Anfangsbestand bei und der Änderung zwischen und
zusammen:
B = 10 + = ≈ 213.33
Integralfunktion - Gleichung
Beispiel:
Bestimme u > 0 so, dass =
Lösung einblenden
=
=
=
=
=
|
|
= |
0 |
|:4 |
= 0
u1,2 =
u1,2 =
u1,2 =
u1 =
= =
4
2
=
2
u2 =
1
-
9
2
=
1
-3
2
=
-2
2
=
-1
Da u=
-1
< 0 ist u=
2
die einzige Lösung.
Mittelwerte
Beispiel:
Bestimme den Mittelwert der Funktionswerte von f mit f(x)= e x -1 zwischen 1 und 4.
Lösung einblenden
Wir berechnen den Mittelwert mit der üblichen Formel:
m =
1
4
-1
∫
1
4
e
x
-1
ⅆ
x
=
1
3
[
e
x
-1
]
1
4
=
1
3
(
e
4
-1
-
e
1
-1
)
=
1
3
(
e
3
-
e
0
)
=
1
3
(
e
3
-1
)
≈ 6,362
uneigentliche Integrale
Beispiel:
Das Schaubild der Funktion f mit f(x)= 3 3x -3 schließt mit der x-Achse und der Geraden x= 19 3 eine nach rechts offene Fläche ein.
Untersuche, ob der Flächeninhalt endlich ist und bestimme in diesem Fall diesen Flächeninhalt.
Lösung einblenden
A(u)=
∫
19
3
u
3
3x
-3
ⅆ
x
=
∫
19
3
u
3
(
3x
-3
)
-
1
2
ⅆ
x
=
[
2
(
3x
-3
)
1
2
]
19
3
u
=
[
2
3x
-3
]
19
3
u
=
2
3u
-3
-2
3⋅(
19
3
)
-3
=
2
3u
-3
-2
19
-3
=
2
3u
-3
-2
16
=
2
3u
-3
-2⋅4
=
2
3u
-3
-8
Für u → ∞ gilt: A(u) =
2
3u
-3
-8
→
∞