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Aufgabe:: Gegeben ist die Funktion mit f(x) =( x− 1)^2 − 1  und die Gerade x= a.
Bestimmen Sie so, dass die Fläche unterhalb der x-Achse genauso groß ist wie die Fläche oberhalb der x-Achse. (vgl. Abb.)

Ich weiß die Frage gibt es schon aber kann mir das bitte einer nochmal richtig vorrechnen mit jedem Schritt und so verstehe das nicht. Bitte


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Problem/Ansatz:

Also ich verstehe das ich ja erst Fläche unter der x-Achse rechne somit ergibt sich dann die Fläche 1 1/3. Aber wie kriege ich jetzt die Fläche oben raus und a ?



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Könntest du den Funktionsterm etwas genauer angeben? ;)

Habe die Gleichung geändert danke für den Hinweis

2 Antworten

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Aloha :)

Die Funktion$$f(x)=(x-1)^2-1=x^2-2x=x(x-2)$$schneidet die \(x\)-Achse bei \(x=0\) und bei \(x=2\). Dazwischen ist \(f(x)<0\). Wir müssen also \(a\) so bestimmen, dass gilt:

$$\left.-\int\limits_0^2f(x)dx=\int\limits_2^af(x)dx\quad\right.$$Das Minuszeichen auf der linken Seite kommt daher, weil das Integral unterhalb der \(x\)-Achse negativ ist, wir aber die Flächen gleichsetzen müssen. Addieren wir auf beiden Seiten das linke Integral erhalten wir:

$$0=\int\limits_0^2f(x)dx+\int\limits_2^af(x)dx=\int\limits_0^af(x)dx=\int\limits_0^a(x^2-2x)dx=\left[\frac{x^3}{3}-x^2\right]_0^a$$$$\phantom{0}=\frac{a^3}{3}-a^2=a^2\left(\frac{a}{3}-1\right)=\frac{1}{3}a^2\left(a-3\right)$$Die Lösung \(a=0\) scheidet aus, weil wir ja ein \(a\ge2\) suchen, also bleibt \(a=3\) als Lösung übrig.

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f ( x ) = ( x− 1)^2 − 1 
Nullstellen
x = 0
x = 2

f ( x ) = x^2 -2x + 1 − 1 
f ( x ) = x^2 -2x

Berechnung der Fläche unterhalb der x-Achse
Stammfunktion

S ( x ) =  x^3/3 - 2x^2 / 2
S ( x ) =  x^3/3 - x^2

Zwischen 0 und 2
-4/3
Als Fläche positiv
4 / 3

Fläche oberhalb der x-Achse zwischen 2 und a
[ s ] zwischen 2 und a
[ [ a^3/3 - a^2 ] minus (2)^3/3 - (2)^2 ]= 4/3
[ a^3/3 - a^2 ] - ( -4/3 ) = 4/3
( a^3/3 - a^2 ] = 0
a^2 * ( a - 3 )= 0
a= 0
und
a = 3

Lösung a = 3

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