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Tutorium Mathematik 2


Integralrechnung - Lösungen



6.1 Berechnen Sie folgende Integrale durch lineare Substitution:

a) ∫√(2x+b)dx
b) ∫sin(4t-ℓ)dt
c) ∫(von 1 bis 2) dx/(3x-1)^2

Lösung:

a) ∫√(2x+b)dx
lineare Substitution:
z=2x+b
dz/dx=2 ->dx=dz/2

∫√(2x+b)dx = ∫√z dx/2= 3/2*z^(3/2)*1/2+C=1/3(2x+b)^3/2+C

b) ∫sin(4t-ℓ)dt
lineare Substitution:
z=4t-ℓ
dz/dt=4->dt=dz/4
∫sin(4t-ℓ)dt=∫sin(z)dz/4=-1/4cos(z)+C=-1/4cos(4t-ℓ)+C

c) ∫(von 1 bis 2) dx/(3x-1)^2
lineare Substitution:
z=(3x-1)
dz/dx=3 -> dx=dz/3
∫(von 1 bis 2) dx/(3x-1)^2= ∫ (von x=1 bis x=2)1/z^2 dz/3=(-1/3*1/z)von x=1 bis x=2 = (-1/3*1/(3x-1) von x=1 bis x=2 = 1/10

6.2 Berechnen Sie die unbestimmten Integrale mit den angegebenen Methoden. Alle dazu notwendigen Zwischenschritte müssen klar erkennbar sein:

J=∫√(8x+17)^5dx
J=∫x^3ln(3x)dx
J=∫(2x-1)/x(x+3)^2

a) lineare Substitution
b) partielle Integration
c) Partialbruchzerlegung

Lösung:

a) ∫√(8x+17)^5dx
lineare Substitution:
z=8x+17
dz/dx=8 -> dx=dz/8
∫√(8x+17)^5dx=∫z^5/2dz/8=2/7*1/8*z^7/2+C=1/28√(8x+17)^7+C

b)∫x^3ln(3x)dx
partielle Integration: ∫u'*vdx=u*v-∫v' *udx
u'=x^3 u=1/4x^4
v=ln(3x) v'=1/x

∫x^3ln(3x)dx=ln(3x)*1/4x^4-∫1/x*1/4x^4=1/4x^4*ln(3x)-1/16x^4+C



6.3 Berechnen Sie die bestimmten Integrale mit linearer Substitution bzw. mit Partialbruchzerlegung

a) J=∫(von 0 bis π)sin(2t/3-π/2)dt
b) ∫(von 1 bis 2)(2x-1/((x+2)(x-4)))dx

6.4 Berechnen Sie folgende Integrale ausführlich mit partieller Integration und Partialbruchzerlegung

a) J=∫x/((x-1)(x-4)^2)dx
b) J=∫(von 0 bis 2)x*e^(2x+1)dx

6.5 Berechnen Sie die nachfolgenden Integrale durch Anwendung der partiellen Integration bzw. mit Hilfe der Partialbruchzerlegung. Alle dazu notwendigen Zwischenschritte müssen in logischer Reihenfolge deutlich erkennbar sein:

a)∫(x^4+x^2)/((x+2)(x-4)^2)dx
b) ∫x^2ln(5x)dx




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