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Welche der folgenden Mengen ist ein Normalbereich?

\( U=\left\{(x, y) \in R^2\left|y \leq 2 x+x^2, \quad\right| x|\leq 2, \quad| y | \leq 2\right\} \)
\( V=\left\{(x, y) \in R^2 | y \geq 2 x^ 2+1,(y-1)^ 2+x^ 2 \leq 3\right\} \)
\( W=\left\{(x, y) \in R^2 | x^ 2+y^ 2 \leq 8^ 2, \quad x^ 2+(y-5)^ 2 \geq 8^ 2\right\} \)

und dann soll man noch das Integral berechnen.


Mein Problem ist, ich kann nicht erkennen, welche Menge ein Normalbereich ist und welche nicht, die Definition ist mir klar aber hier hab ich Probleme.

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Möchtest du eure Definition von Normalbereich noch angeben für diejenigen, die sie vergessen haben?

in U: |x| ≤ 2 heisst -2≤x≤2 sollte eigentlich ein Normalbereich bezüglich der x-Achse sein. In diesem Bereich kann man ein g(x) und ein h(x) zur Abgrenzung der y-Werte erfinden. g(x) hat halt eine Knickstelle. Sollte aber nichts ausmachen.

Ok, diese Erkenntnis mit dem Betrag kann ich bei den anderen nicht anwenden . das heißt doch die anderen Mengen sind keine Normalbereiche oder?
Kommen denn gemäss Fragestellung mehr als eine Lösung in Frage?

Aufgrund eurer Definition, dachte ich, dass du einfach die Bereiche aufzeichnen müsstest. Und wenn du sie entweder horizontal oder (und??) vertikal begrenzen kannst (à la: Integrationsgrenzen festlegen) sollte eigentlich ein Normalbereich vorliegen.

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Beste Antwort
Hi,

visuell kann mein einen Normalbereich derart festlegen, dass man versucht Geraden parallel zur x-Achse, bzw. parallel zur y-Achse durchzulegen und diese genau zweimal die Menge schneiden dürfen.

Für U kann man offensichtlich nur für Parallelen zur y-Achse Geraden derartig durchlegen. -> Normalbereich zur x-Achse.

Rechnen kann man das noch nicht, da eine Information zu u(x,y) fehlt. Ich vermute jetzt einfach, u(x,y) = x, dann sieht das Integral wie folgt aus:

$$\int x\ dx\ dy = \int_{-2}^{-1+\sqrt3}\int_{-2}^{x^2+2x}x\ dx\ dy \quad+\quad \int_{-1+\sqrt3}^2\int_{-2}^{2}x \ dx\ dy$$

Da ein Normalbereich zur x-Achse vorliegt, muss zuerst nach y integriert werden (als Faustregel gilt auch -> Variable Grenzen zuerst).

Für das Integral erhalte ich \(\frac13(5+6\sqrt3)\approx5,131\).

Die Aufsplittung wird schnell klar, wenn man zur Skizze von Lu schaut. Die obere y-Begrenzung ist erst durch die Parabel gegeben, dann aber durch y=2. Der Schnittpunkt mit der Parabel und y=2 ergibt übrigens das \(-1+\sqrt3\).

Bei V hast Du Normalbereiche in beide Richtungen. Die Reihenfolge der Integration ist hier egal. Bei W hast Du keinen Normalbereich. Eine Integration ist nicht nötig. Rechnen kann man das ohne Angabe von v(x,y) übrigens nicht.

Somit aber ein wenig Klarheit geschafft?

Grüße
Avatar von 141 k 🚀

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