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Berechne drei verschiedene Stammfunktionen von f und erkläre, welche Regeln verwendet wurden. Überprüfe die Rechnung mittels Differenzieren.

a) \( f(x)=x^{4}+x^{3}+4

b) \( f(x)=x^{4}-x^{2}-x-1

c) \( f(x)=-2/3*x^3+1/5*x^5+x

d) f(x)= -7/3*x^7+1/5*x^4-2/3*x


13. Berechne eine Stammfunktion von f und erkläre, welche Regeln verwendet wurden.

a) \( f(x)=-12 x^{-3}+2 x^{-1}-5

b) \( f(x)=2 x^1/2+2*x^-1 - 5

Integrieren von Polynomen

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Aloha :)

Für alle diese Aufgaben benötigst du die Regel, wie \(x^n\) integriert wird. Dazu wird der Exponent um \(1\) erhöht und anschließend wird durch den neuen Exponenten dividiert, also: \(x^n\to\frac{1}{n+1}x^{n+1}\).

a) \(f(x)=x^4+x^3+4\quad\Rightarrow\quad F(x)=\frac{x^5}{5}+\frac{x^4}{4}+4x+\text{const}.\)

b) \(f(x)=x^4-x^2-x-1\quad\Rightarrow\quad F(x)=\frac{x^5}{5}-\frac{x^3}{3}-\frac{x^2}{2}-x+\text{const}.\)

c) \(f(x)=-\frac{2}{3}x^3+\frac{1}{5}x^5+x\quad\Rightarrow\quad F(x)=-\frac{1}{6}x^4+\frac{1}{30}x^6+\frac{x^2}{2}+\text{const}.\)

d) \(f(x)=-\frac{7}{3}x^7+\frac{1}{5}x^4-\frac{2}{3}x\quad\Rightarrow\quad F(x)=-\frac{7}{24}x^8+\frac{1}{25}x^5-\frac{1}{3}x^2+\text{const}.\)

Zur Prüfung sollst du nun \(F(x)\) wieder ableiten und verifizieren, dass \(f(x)\) herauskommt.

Bei Aufgabe 13 wartet noch eine Gemeinheit auf dich. Das Integral von \(x^{-1}\) kann man mit der Regel von oben nicht bilden. Wenn du nämlich den Exponenten um 1 erhöhst, kommt 0 raus und dann kannst du nicht durch den neuen Exponenten dividieren. Daher musst du wissen, dass eine Stammfunktion von \(x^{-1}\) bzw. \(\frac{1}{x}\) der Logarithmus ist:$$x^{-1}=\frac{1}{x}\to \ln|x|+\text{const.}$$Das sind übrigens wirklich Betragsstriche um das \(x\) herum. Damit ist nun:

a) \(f(x)=-12x^{-3}+2x^{-1}-5\quad\Rightarrow\quad F(x)=6x^{-2}+2\ln|x|-5x+\text{const}\)

b) \(f(x)=-2x^{1/2}+2x^{-1}-5\quad\Rightarrow\quad F(x)=-\frac{4}{3}x^{3/2}+2\ln|x|-5x+\text{const}\)

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Vielen vielen Dank!!!

aber was ist mit drei verschiedenen Stammfunktionen von f gemeint? muss ich da nicht irgendeinen beliebigen Wert für C einsetzen und bekomme dann das gleiche Ergebnis heraus

Genau! Du kannst zu einer Stammfunktion immer eine beliebige Konstante addieren oder subtrahieren. Deswegen habe ich das \(\text{const}\) dazu geschrieben. Diese Konstante fällt beim Ableiten ja wieder weg. Wenn du 3 verschiedene Stammfunktionen angeben sollst, kannst du zum Beispiel einfach \(+1\), \(+2\) und \(+3\) addieren.

könntest du mal so ein Bespiel zeigen?

Stammfunktionen zu

f(x) = 3·x^2

könnten sein

F1(x) = x^3 + 1
F2(x) = x^3 + 2
F3(x) = x^3 + 3

Warum ist das so? Weil die Konstante beim Ableiten weg fällt und daher f(x) die Ableitung aller dieser Stammfunktionen ist.

könntest du das mit dem bespiel oben mit a) machen

Du kannst \(\text{const.}\) einfach durch irgendeine Zahl deiner Wahl ersetzen:

$$F(x)=\frac{x^5}{5}+\frac{x^4}{4}+4x+1$$$$F(x)=\frac{x^5}{5}+\frac{x^4}{4}+4x+2$$$$F(x)=\frac{x^5}{5}+\frac{x^4}{4}+4x+3$$

Ah ok verstehe, dankeschön:)

wie kommt man beim beispiel 13 b) auf die -4/3?

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