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Aufgabe:


a) Berechnen Sie U8 und O8 für die angegebene Funktion über dem Intervall I.

f(x)= x+1, I=[0;1]

b) Berechne U4, O4, U8, O8 für die angegebene Funktion f über dem Intervall I und erstelle eine ZeichnuNG.

f(x)= 2-x, I=[0;2]


c) Berechne U4 und O4 für die angegebene Funktion f über dem Intervall I.

f(x)= 1/2x^2,  I=[0;1]

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Die Formeln für Unter- und Obersummen stehen hier.

2 Antworten

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In Geogebra kannst du dir das sehr gut visualisieren lassen. Dann verstehst du es eigentlich sofort.

blob.png

Mach also eine Wertetabelle von 0 bis 1 in der Schrittweite von (1- 0)/8 = 1/8

x01/82/83/84/85/86/87/81
f(x)19/810/811/812/813/814/815/82

Die Untersumme setzt sich jetzt aus genau den 8 Rechtecken im Bild zusammen, deren einzelne Flächen du einfach nur addieren musst.

U8 = 1/8 * 1 + 1/8 * 9/8 + 1/8 * 10/8 + 1/8 * 11/8 + 1/8 * 12/8 + 1/8 * 13/8 + 1/8 * 14/8 + 1/8 * 15/8 = 23/16 = 1.4375

Die Obersumme berechnet man ähnlich. Nur nimmst du ja jetzt alle Rechtecke, die die zu berechnende Fläche gerade einschließen.

O8 = 1/8 * 9/8 + 1/8 * 10/8 + 1/8 * 11/8 + 1/8 * 12/8 + 1/8 * 13/8 + 1/8 * 14/8 + 1/8 * 15/8 + 1/8 * 2 = 25/16 = 1.5625

blob.png

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Zerlege das Intervall \([a; b]\) in \(n\) gleichgroße Teile, so dass \(x_i=a+i\cdot\frac{b-a}{n}\).

Dann ist die Untersumme

\(U_n=\frac{b-a}{n}\big(f(y_0)+f(y_1)+\dots + f(y_{n-1})\big)\) und die Obersumme

\(O_n=\frac{b-a}{n}\big(f(z_1)+f(z_2)+\dots + f(z_{n})\big)\).

Dabei sind die \(y_i\) so gewählt, dass die Funktion im Intervall \([x_i; x_{i+1}]\) minimal ist. Die \(z_i\) sind so gewählt, dass die Funktion im Intervall \([x_{i-1};x_{i}]\) maximal ist. Da deine Funktionen hier jedoch monoton sind, liegen die Werte entweder immer am linken oder am rechten Rand des Intervalls. Eine Skizze hilft!

Schau in deine Unterlagen, was ihr genau dazu notiert habt. Dort habt ihr sicherlich auch ein Beispiel. Es finden sich zudem genügend Beispiele zu Unter- und Obersummen im Internet. Sag bitte konkret, welches Problem du hast.

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Du zitierst hier die Definition von Unter- und Obersumme. Widerspricht das nicht Deiner - oft pointiert-vorgetragenen Meinung, FS sollten angehalten werden, sich mit Ihrem Lehrmarerial auseinander zu setzen?

Deswegen fordere ich ja auch auf, in die eigenen Unterlagen zu schauen. ;)

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