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Aufgabe:

$$\text{Es sei die Funktion }v: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{C} \text{ definiert durch:}$$

$$v(t) := \frac{|2t + 2| \cdot \sin{(\pi \cdot |2t + 2|)} + 2 \cdot \sinh{(2t + 2)}}{2} \quad  (t \in \mathbb{R})$$

$$\text{Nehmen Sie zunächst die Integralumformung:}$$

$$\int_{-2}^{0} v(t) dt = \int_{-1}^{1} w(x) dx := I(w)$$

$$\text{durch eine Substitution } t = \varphi(x) \text{ mittels einer geeigneten reell-affin-linearen Funktion}\quad             \varphi : \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R} \text{ mit }\varphi(-1) = -2  \text{ und } \varphi(1) = 0 \text{ vor und geben Sie nachstehend Ihre Wahl für}$$

$$\varphi(x) := ? \text{ und}$$

$$w(x) := ? \text{ für } x \in \mathbb{R} \text{ an!}$$

$$\text{ Zerlegen Sie anschließend } w = w_g + w_u $$ $$\text{ in einen 'geraden Anteil } w_g \text{' } \text{und einen 'ungeraden Anteil }w_u \text{' }$$

$$\text{und geben Sie den geraden Anteil für nicht-negative }$$ $$ x \in [0|\infty) \text{ in möglichst einfacher Weise explizit an} $$$$\text{ und berechnen Sie abschließend das nun noch verbleibende Integral:}$$

$$I(w) = 2 \cdot \int_{0}^{1} w_g(x) dx$$

Problem/Ansatz:

Was muss bei $$\varphi(x) \text{ und } w(x)$$ damit ich das w in wg und wu aufteilen kann, damit ich das Integral bestimmen kann. Also angefangen bei der Substitution. Wie muss hier was substituiert werden. Bei den Integral-Grenzen weiss ich nicht wie ich da auf -1 und 1 kommen soll.

und allen eine schöne Vorweihnachtszeit :)

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Zwei Fragen:

1. Kann es sein, dass im SInus als Argument ebenfalls \( |2t+2| \) steht?

2. Kann es sein, das im \( \sinh( |2t +2 |) \) stehen soll, also die Betragszeichen fehlen?

Zu 1 : Ja Also im sinus muss 2t + 2 stehen. Sorry mein Fehler.

Zu 2: Sonst war auch alles richtig aufgeschrieben.

im sinh sollen keine Betragsstriche sein.

Ich kann dir auf jeden fall sagen, was als Ergebnis für wg raus kommen soll.

Für wg soll laut Lösung rauskommen:

$$w_g = x \cdot \sin{(2 \cdot \pi \cdot x)}$$

Was ich nicht so ganz verstehe. Also warum ist das so?

Halo Mathemateur,

ich habe die Betragsstriche gesetzt, alles gut so?

ehh da sollen aber keine Betragsstriche hin.

Im sinh sind laut Aufgabenstellung keine Betragsstriche.

Dachte das war eindeutig.

Im sin muss es heissen $$\sin{(\pi |2t \cdot 2|)}$$

und der Rest war soweit richtig aufgeschrieben

das habe ich wieder behoben.

Ullim schreibt: Kann es sein, dass im SInus als Argument ebenfalls |2t+2| steht?

Du antwortest: Ja Also im sinus muss 2t + 2 stehen. Sorry mein Fehler.

Genau im Sinus steht oder stand ja $$\sin{(\pi |2t + 1|)}$$

Da soll aber $$\sin{(\pi |2t + 2|)}$$

Der sinh war soweit richtig bzw. der Rechte Teil.

Also so:$$v(t) := \frac{|2t + 2| \cdot \sin{(\pi \cdot |2t + 2|)} + 2 \cdot \sinh{(2t + 2)}}{2} \quad  (t \in \mathbb{R})$$

Genau das war damit gemeint

Kann die Aufgabe ja auch direkt nochmal neu hinschreiben.

Was bringt es jetzt noch die Sachen zu ändern ?

Durch deine Unfähigkeit die Kommentare richtig zu lesen hast du den Post total zerstört

Hallo nochmal,

bitte bewahre Ruhe, der Post ist weder zerstört noch ist es unveränderlich falsch. Nun sollte es stimmen.

1 Antwort

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Beste Antwort

mache die Transformation \( t  = \varphi(x) = x-1 \) dann folgt

$$  \int_{-2}^0 v(t) dt = \int_{\varphi^{-1}(-2)}^{\varphi^{-1}(0)} v(\varphi(x) \varphi'(x) dx = \int_{-1}^1 \left[ \ |x| \sin(2\pi |x|) + \sinh(2x) \ \right] dx = \int_{-1}^1 |x| \sin(2\pi |x|) dx + \int_{-1}^1 \sinh(2x) dx $$

Der Integrand des zweiten Integrals ist ungerade, deshalb gilt \( \int_{-1}^1 \sinh(2x) dx = 0 \)

Der gerade Anteil für \( x \ge 0 \) ist \( w_g(x) = x \sin(2\pi x) \)

Also muss nur noch $$  2 \int_{0}^1 x \sin(2\pi x) dx $$ berechnet werden. Und das ergibt $$ 2 \int_{0}^1 x \sin(2\pi x) dx = -\frac{1}{\pi}  $$

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