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 s hat er bereits 15 m zurückgelegt. Wie weit ist er nach Sekunden?
Lösung einblenden
Zuerst berechnen wir die Änderung des Bestands zwischen und :
=
=
=
=
=
=
=
=
≈ 81,333
Der neue Bestand setzt sich aus dem Anfangsbestand bei und der Änderung zwischen und
zusammen:
B = 15 + = ≈ 96.33
Integralfunktion - Gleichung
Beispiel:
Bestimme u > 2 so, dass =
Lösung einblenden
=
=
=
|
|
= |
|
|
|
|
|
= |
|
|: |
|
|
= |
|
|
|
| u1 |
= |
-
36
|
=
-6
|
| u2 |
= |
36
|
=
6
|
Da u=
-6
< 2 ist u=
6
die einzige Lösung.
Mittelwerte
Beispiel:
Die Menge eines Wirkstoffs im Blut eines Patienten kann zur Zeit x (in min) näherungsweise durch die Funktion f mit f(x)= 2 ( 2x -1 ) 2 (in mg) beschrieben werden. Berechne die mittlere Wirkstoffmenge in mg zwischen Minute 1 und Minute 4.
Lösung einblenden
Wir berechnen den Mittelwert mit der üblichen Formel:
m =
1
4
-1
∫
1
4
2
(
2x
-1
)
2
ⅆ
x
=
1
3
∫
1
4
2
(
2x
-1
)
-2
ⅆ
x
=
1
3
[
-
(
2x
-1
)
-1
]
1
4
=
1
3
[
-
1
2x
-1
]
1
4
=
1
3
(
-
1
2⋅4
-1
+
1
2⋅1
-1
)
=
1
3
(
-
1
8
-1
+
1
2
-1
)
=
1
3
(
-
1
7
+
1
1
)
=
1
3
(
-(
1
7
)
+ 1
)
=
1
3
·
6
7
≈ 0,286
uneigentliche Integrale
Beispiel:
Das Schaubild der Funktion f mit f(x)= e -x +2 schließt mit der x-Achse und der Geraden x=1 eine nach rechts offene Fläche ein.
Untersuche, ob der Flächeninhalt endlich ist und bestimme in diesem Fall diesen Flächeninhalt.
Lösung einblenden
A(u)=
∫
1
u
e
-x
+2
ⅆ
x
=
[
-
e
-x
+2
]
1
u
=
-
e
-u
+2
+
e
-1
+2
=
-
e
-u
+2
+
e
1
=
-
e
-u
+2
+ e
Für u → ∞ gilt: A(u) =
-
e
-u
+2
+ e
→
0 + e
=
e
≈ 2.718
Für den Flächeninhalt (immer positiv) gilt also I = 2.718