lager:mathe:integral:stammfunkt
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lager:mathe:integral:stammfunkt [14.03.2016 10:53] – richard | lager:mathe:integral:stammfunkt [04.02.2025 12:10] (aktuell) – Externe Bearbeitung 127.0.0.1 | ||
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- | ====== | + | ====== |
- | Die Begriffe | + | ===== Definition |
- | Beispiel: | + | Die **Integration** ist die **Umkehrung der Differentation** (Ableitung). Zu einer gegebenen reellen Funktion |
- | $ f(x) = 2 x^2 + 3 x $\\ | + | |
- | $ f´(x)= 4 x + 3 $ | + | |
- | An der Stelle x = 2 wäre demnach die Steigung von f(x):\\ | + | Formal dieser Zusammenhang wie folgt beschrieben: |
- | $ f´(2) = 2 * 2 + 3 = 7 $ | + | |
- | In der Integralrechnung wird ebenfalls von der f(x) ausgegangen. Durch die Integration wird eine neue Funktion | + | $\int{f(x) \cdot dx} = F(x)$ |
- | Beispiel:\\ | + | sprich: **'' |
- | $ f(x) = 2 x^2 + 3 x $ | + | |
- | Dann lautet die Stammfunktion von $f(x)$:\\ | + | ===== Zusammenhang zwischen Differentiation und Integration ===== |
- | $ F(x) = 2 / 3 x^3 + 3 /2 x^2 $ | + | |
- | Man kann also folgenden Zusammenhang festhalten: | + | Die Begriffe Integral, Stammfunktion und Ableitung hängen eng miteinander zusammen. In der Differentialrechnung wird die Ableitung genutzt, um von einer gegebenen Funktion $f(x)$ (der Stammfunktion) die Steigung an einer beliebigen Stelle x zu ermitteln. |
- | <m> F´(x) = f(x) </m> | + | |
- | Denn es gilt:\\ | + | In der Integralrechnung wird ebenfalls von der $f(x)$ ausgegangen. Durch die Integration wird eine neue Funktion $F(x)$ (die Stammfunktion bezogen auf $f(x)$) bestimmt, die die von $f$ und der x-Achse eingeschlossenen Fläche zwischen zwei Stellen x1 und x2 angibt. |
- | $ F´(x) = 2/3 * 3 x^(3-1) + 3/2 * 2 x^(2-1) = 2 x^2 + 3 x $ | + | |
+ | ^Symbolik | ||
+ | |$\int$ | ||
+ | | | ||
+ | |$\frac{df}{dx}$ | ||
+ | |||
+ | ===== Integrationsregeln ===== | ||
+ | |||
+ | ==== Potenzregel ==== | ||
+ | |||
+ | $\int{x^n \cdot dx} = \frac{1}{n+1} \cdot x^{n+1} + C$\\ | ||
+ | mit $n \in \mathbb{N}$, | ||
+ | |||
+ | ==== Faktorregel ==== | ||
+ | |||
+ | $\int{k \cdot x^n \cdot dx} = k \cdot \int{ x^n \cdot dx} =\frac{k}{n+1} \cdot x^{n+1} + C$ | ||
+ | |||
+ | mit $n \in \mathbb{N}$, | ||
+ | |||
+ | ==== Konstantenregel ==== | ||
+ | |||
+ | $\int{k \cdot dx} = k \cdot \int{ x^0 \cdot dx} =\frac{k} \cdot x^{1} + C$ | ||
+ | |||
+ | mit $n \in \mathbb{N}$, | ||
+ | |||
+ | ==== Summenregel ==== | ||
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+ | $\int{\left( f(x) + g(x) \right) \cdot dx} = \int{ f(x) \cdot dx} + \int{ g(x) \cdot dx} =F(x) + G(x) + C$ | ||
+ | |||
+ | mit $f(x), g(x)$ als zwei stetig integrierbare Funktionen. $C \in \mathbb{R}$ als Integrationskonstante | ||
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+ | ====== Beispiele ====== | ||
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+ | $f(x) = 2 x^2 + 3 x$ | ||
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+ | $f' | ||
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+ | An der Stelle x = 2 wäre demnach die Steigung von $f(x)$ : | ||
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+ | $f'(2) = 2 \cdot 2 + 3 = 7$ | ||
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+ | $f(x) = 2 x^2 + 3 x$ | ||
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+ | Dann lautet die Stammfunktion von $f(x)$: $F(x) = \frac{2}{3} \cdot x^3 + \frac{3}{2} \cdot x^2 + C$ | ||
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+ | Man kann also folgenden Zusammenhang festhalten: $F'(x) = f(x)$ | ||
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+ | Denn es gilt: $F'(x) = \frac{2}{3} \cdot 3 x^{(3-1)} + \frac{3}{2} \cdot 2 x^{(2-1)} = 2 x^2 + 3 x$ | ||
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+ | ⇒ **Weitere Informationen** zum oben beschriebenen Thema finden Sie hier: | ||
+ | ^ Buch ^ Verlag ^ Auflage ^ Druck ^ Seiten ^ | ||
+ | | Mathematik Technik Fachhochschulreife | Cornelsen | 1. Auflage | **1. Druck 2014** | 209 - 211 | | ||
+ | | Mathematik Technik Fachhochschulreife | Cornelsen | 1. Auflage | **2. Druck 2015** | | | ||
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