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ich habe folgendes Integral:

∫ 1 / √(4x2 + 9)  dx

z = 4x2 + 9

dx = dz / (8x)

∫ 1 / (z)1/2 * dz / (8x)

= 1/8 ∫ 1/(1/2) * (z)1/2 * dz / x

= 1/8 * 2/1 * (z)1/2  / x

= ???

Kann mir jemand helfen, den Fehler zu finden?


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3 Antworten

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die Substitution ist ungünstig gewählt.

Erinnere dich an

$$ \int\frac { 1 }{ \sqrt { x^2+1 } }dx=arsinh(x)+C $$

und substituiere entsprechend.

Avatar von 37 k
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Hallo Samo,

Du hast das '\(x\)' welches noch in dem Ausdruck steht, völlig ignoriert. Genauso wie \(z\) eine Funktion von \(x\) ist, gilt das auch umgekehrt, also muss es beim Integrieren auch mit berücksichtigt werden. Hier kannst Du Dir zu Hilfe machen, dass

$$\frac{d}{dx }\left( \sinh^{-1} x  \right)= \frac{1}{\sqrt{x^2+1}}$$

ist. \(x\) ist so zu substituieren, dass unter der Wurzel \(z^2+1\) stehen bleibt. Wenn

$$4x^2+9=a \cdot (z^2+1)$$

sein soll, dann ist \(z=\frac{2}{3}x\) und \(\frac{dz}{dx}=\frac{2}{3}\) bzw. \(dx = \frac{3}{2}dz\) und \(a=9\) - also

$$\int \frac{1}{\sqrt{4x^2+9}}dx= \int \frac{1}{3\sqrt{z^2+1}} \frac{3}{2}dz=\frac{1}{2}\sinh^{-1} z+C\\ \space=\frac{1}{2} \sinh^{-1}\left( \frac{2}{3}x \right)+C$$

Gruß Werner

Avatar von 48 k
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auf diesem Weg ist das so nicht möglich.

Dieses Integral kannst Du über eine geeignete Substutution lösen.

z.B.

x=3/2 tan(z)  oder

x=3/2 sinh(z)

Avatar von 121 k 🚀

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