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Hallo ich habe Problem bei folgender Aufgabe:

Zeigen sie:

Für R>0 ist der Graph von f bzgl eines Punktes (a,b) punktsymmetrisch und f ist auf dem Intervall [a-R, a+R] integrierbar. Dann ist das Integral von a-R bis a+R f(x)dx = 2Rf(a)


Problem/Ansatz:

Ich hatte mir das mal für eine Punksymmetrische Funktion zum Ursprung überlegt, dann müsste aber R=0 sein oder f(a)=0. Ich komme irgendwie überhaupt nicht weiter...


Kann mir jemand einen Tipp oder Ansatz geben?

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Beste Antwort

Hallo Lilly,

Punktsymmetrie bzgl. eines Punktes \((a|\,b)\) bedeutet$$f(a-u) + f(a+u) = 2b$$Mache Dir das z.B. an Hand folgender Skizze klar

blob.png

Teile das Integral bei \(a\) in zwei Hälften $$\int\limits_{x=a-R}^{a+R} f(x)\,\text dx = \int\limits_{u=0}^{R}f(a-u)\,\text du + \int\limits_{u=0}^{R}f(a+u)\,\text du$$Gleichzeitig habe ich das \(x\) durch ein \(u\) substituiert. Nun stehen dort zwei Integrale gleicher Länge, die kann ich auch zusammen fassen$$\phantom{=}\int\limits_{x=a-R}^{a+R} f(x)\,\text dx\\= \int\limits_{u=0}^{R}f(a-u)\,\text du + \int\limits_{u=0}^{R}f(a+u)\,\text du\\=\int\limits_{u=0}^{R}f(a-u)+f(a+u)\,\text du\\ = \int\limits_{u=0}^{R} 2b\,\text du \\ = \left.2bu\right|_{u=0}^{R} = 2bR$$Und \(f(a)=b\). Wenn dem nicht so wäre, dann wäre \(f\) auch nicht punktsymmetrisch zu \((a|\,b)\). Das folgt auch aus der ersten Gleichung ganz oben, wenn Du dort \(u=0\) einsetzt.

Gruß Werner

Avatar von 48 k

Vielen lieben Dank! Das hat mir echt weitergeholfen:D

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Hallo Lilly,

vielleicht hilft dir diese Abbildung:

a=2, f(a)=3, R=1,

Integral blau grün,

2R*f(a) blau violett.    :-)

Screenshot_20210609-170548_Desmos.jpg

Avatar von 47 k

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