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 :
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
≈ 130,667
Der neue Bestand setzt sich aus dem Anfangsbestand bei und der Änderung zwischen und
zusammen:
B = 10 + = ≈ 140.67
Integralanwendungen
Beispiel:
Bei einer Bakterienkultur geht man von einer Wachstumsrate von Bakterien pro Minute zur Zeit x (in Minuten) aus. Zu Zeitpunkt x=1 sind 57 Bakterien vorhanden. Wie viele sind es nach 4 Minuten?
Lösung einblenden
Zuerst berechnen wir die Änderung des Bestands zwischen 1 und 4:
=
=
=
≈ 1461,997
Der neue Bestand setzt sich aus dem Anfangsbestand bei 1 und der Änderung zwischen 1 und 4
zusammen:
B = 57 +
≈ 1519
Integralfunktion - Gleichung
Beispiel:
Bestimme u > 0 so, dass =
Lösung einblenden
=
=
=
=
|
|
= |
|
|: |
|
|
= |
|
|
|
| u1 |
= |
-
81
4
|
=
-
9
2
|
| u2 |
= |
81
4
|
=
9
2
|
Da u=
-
9
2
< 0 ist u=
9
2
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 e 2x -4 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
2
e
2x
-4
ⅆ
x
=
1
2
[
e
2x
-4
]
0
2
=
1
2
(
e
2⋅2
-4
-
e
2⋅0
-4
)
=
1
2
(
e
4
-4
-
e
0
-4
)
=
1
2
(
e
0
-
e
-4
)
=
1
2
(
1
-
e
-4
)
=
1
2
(
-
e
-4
+1
)
≈ 0,491
uneigentliche Integrale
Beispiel:
Das Schaubild der Funktion f mit f(x)= 3 e 3x -5 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
3
e
3x
-5
ⅆ
x
=
[
e
3x
-5
]
0
u
=
e
3u
-5
-
e
3⋅0
-5
=
e
3u
-5
-
e
0
-5
=
e
3u
-5
-
e
-5
Für u → ∞ gilt: A(u) =
e
3u
-5
-
e
-5
→
∞