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Uneigentliche Integrale

Frage: Uneigentliche Integrale
(11 Antworten)


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Hallo zusammen,


ich verzweifle schon seit einer halben Stunde an dieser Matheaufgabe:

Zitat:
Gegeben ist die Funktionenschar fa mit fa(x) = a*x - ln(x); x>0; a>0
Es sei nun a =1.
Der Graph von f1, die senkrechte Gerade durch seinen Tiefpunkt und die y-Achse begrenzen eine nach oben ins Unendlich reichende Fläche.
Untersuchen Sie, ob diese Fläche einen endlichen Flächeninhalt besitzt.

Ich komme hier einfach nicht auf den Lösungsansatz :/

Danke für jede Hilfe! :)
Frage von Quaaak (ehem. Mitglied) | am 27.02.2012 - 19:51


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Antwort von shiZZle | 27.02.2012 - 20:07
Stell doch erstmal die Senkrechte Gerade auf.
Berechne den Tiefpunkt. Dann schaust du mal weiter. ggf, mal aufzeichnen.


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Antwort von Quaaak (ehem. Mitglied) | 27.02.2012 - 20:16
Das habe ich schon gemacht:
T(1|1)

Aber ich kann ja nicht das Integral von 0 bis 1 bestimmen..

Hat jemand Tipps für die Randwerte?


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Antwort von shiZZle | 27.02.2012 - 20:22
Du gehst da falsch ran. Wenn du deine Stammfunktion hast, dann setz dort 1 ein, und dann bist du fertig.


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Antwort von Quaaak (ehem. Mitglied) | 27.02.2012 - 20:25
Kannst du das bitte einmal erklären, damit ich das besser verstehen kann? :)


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Antwort von shiZZle | 27.02.2012 - 20:32
Du hast dir bestimmt gedacht, du setzt mal ln(0) und hast gemerkt ^^ ups, das geht nicht. Deswegen musst du dich dem Integral annähern. Es dürfte für dich reichen, dass du weisst, das du nicht von 0 anfangen kannst. Weiterhin lautet deine Stammfunktion ja:

F(x) = 2x - xln(x)

Wenn du also reintheoretisch x gegen 0 laufen lässt, wird das ganze Ding 0. Da du ja F(1)-F(0) rechnest, kannst du in diesem Fall F(0) ignorieren und es reicht F(1) auszurechnen.


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Antwort von Quaaak (ehem. Mitglied) | 27.02.2012 - 20:38
Sorry, bin irgendwie zu blöd für sowas^^
1. Wie bist du auf die Stammfunktion gekommen? Ich bekomme hier nur 0,5x^2 + x - x*ln(x) raus.
2. Ich verstehe letztendlich immer noch nicht, warum ich erst davon ausgehen sollte F(1)-F(0) zu rechnen..


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Antwort von shiZZle | 27.02.2012 - 20:42
Teil dir die Funktion auf:

f(x) = 1 - ln(x)

1 ist integriert x

ln(x) integriert man durch partielle Integration. Lies es dir im Internet durch und machs selbst. Die Lösung hast du ja nun.


Da dein Integral von 0 bis 1 ist, musst du F(1)-F(0) ausrechnen, Solltest du aus der Schule kennen.


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Antwort von Quaaak (ehem. Mitglied) | 27.02.2012 - 20:49
Ok, aber f(x) ist doch ax - ln(x), also dann x - ln(x) oder nicht?


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Antwort von shiZZle | 27.02.2012 - 20:50
ach du scheiße. ICh habe mich total verguckt und bin von a^x ausgegangen. Sorry. Dann natürlich ganz anders vorgehen. Kommt auch nen anderes Integral wie Stammfunktion raus.

Dann musst du erst ax integrieren und dann -ln(x)


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Antwort von Quaaak (ehem. Mitglied) | 27.02.2012 - 20:55
omg, jetzt versteh ich leider gar nichts mehr^^
Aber trotzdem danke für deine Hilfe :)


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Antwort von shiZZle | 27.02.2012 - 21:04
Das war wohl mein Fehler.

Also fangen wir an:

fa(x) = a*x - ln(x)

f1 = x - ln(x)

Deine Senkrechte geht durch T(1/1)

Wir wollen die Stammfunktion bestimmen um das Integral von 0 bis 1 auszurechnen. 1 weil deine Senkrechte dort die Grenze darstellt und 0 wegen der y-Achse.


Stammfunktion berechnen:

f1 = x - ln(x)

Also schauen wir uns erst mal x an.

x ist integriert 1/2 x² (das solltest du eigentlich können.)


Nun fehlt noch -ln(x)

Schau dir mal partielle Ingetration an, denn damit klappt das.

du bekommst für -ln(x)*1 dann die Stammfunktion: x-x*ln(x) raus,


Wenn du nun beides zusammenfügst bekommst du folgende Stammfunktion:

F(x)= 1/2x² + x-x*ln(x)

Nun fehlt doch nur noch das Integral:

F(1) = 1/2 *1² + 1-1*ln(1) = 3/2

F(0) kann man wie ich oben schonmal geschrieben habe, hier gekonnt nicht beachten ^^. Also weisst du nun, dass dein Flächeninhalt 3/2 ist und somit endlich.

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