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Forum "Schul-Analysis" - Integralrechnung mit Schar
Integralrechnung mit Schar < Analysis < Oberstufe < Schule < Mathe < Vorhilfe
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Integralrechnung mit Schar: hilfe,welche funktion ist es
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:03 Mi 23.03.2005
Autor: joimic

Gesucht ist eine funktion aus der funktionenschar fk, deren graph mit der 1.achse eine fläche vom Inhalt A einschließt. bestimmek

f(x)=2x²-k; A=3

ich habe als erstes die Nullstellen bestimmt:  +-  [mm] \wurzel{k/2} [/mm]
danach die stamfunktion gebildet und danach x eingesetzt und nun komme ich nicht mehr weiter
bitte helft mir
F(x)=2/3 [mm] x^3-kx [/mm]

was ist, wenn die funktion 3 nullstellen hätte. wie müsste ich die berechnung dann durchführen?
danle für hilfe
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.

        
Bezug
Integralrechnung mit Schar: Ansätze
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:23 Mi 23.03.2005
Autor: Loddar

Hallo joimic!

Zunächst einmal [willkommenmr] !!



> ich habe als erstes die Nullstellen bestimmt:  +- [mm]\wurzel{k/2}[/mm]

[daumenhoch]


> danach die stamfunktion gebildet und danach x eingesetzt

Was meinst Du mit "danach x eingesetzt".

Was wir jetzt als Integrationsgrenzen einsetzen müssen, sind die ermittelten Nullstellen [mm] $x_{N1,2} [/mm] \ = \ [mm] \pm [/mm] \ [mm] \wurzel{\bruch{k}{2}}$ [/mm]


>  F(x)=2/3 [mm]x^3-kx[/mm]

[daumenhoch]

$A \ = \ [mm] \left| \ \integral_{x_{N1}}^{x_{N2}} {f_k(x) \ dx} \ \right|$ [/mm]

$A \ = \ [mm] \left| \ \integral_{- \wurzel{\bruch{k}{2}}}^{+ \wurzel{\bruch{k}{2}}} {2x^2-k \ dx} \ \right|$ [/mm]

$A \ = \ [mm] \left| \ \left[ \ \bruch{2}{3}x^3 - k*x \ \right]_{-\wurzel{\bruch{k}{2}}}^{+ \wurzel{\bruch{k}{2}}} \ \right|$ [/mm]

$A \ = \ [mm] \left| \ \bruch{2}{3}*\left(\wurzel{\bruch{k}{2}}\right)^3 - k*\left(\wurzel{\bruch{k}{2}}\right) - \left[ \ \bruch{2}{3}*\left(-\wurzel{\bruch{k}{2}}\right)^3 - k*\left(- \wurzel{\bruch{k}{2}}\right) \right] \ \right| [/mm] \ = \ 3$


Diesen Ausdruck mußt Du nun zusammenfassen und anschließend nach dem Parameter $k$ auflösen ...




> was ist, wenn die funktion 3 nullstellen hätte. wie müsste
> ich die berechnung dann durchführen?


Wenn Du nun 3 Nullstellen [mm] $x_{N1}$, $x_{N2}$ [/mm] und [mm] $x_{N3}$ [/mm] hättest, müßtest Du halt mehrere Teilflächen [mm] $A_1$ [/mm] und [mm] $A_2$ [/mm] berechnen:

$A \ = \ [mm] A_1 [/mm] + [mm] A_2$ [/mm]

mit

[mm] $A_1 [/mm] \ = \ [mm] \left| \ \integral_{x_{N1}}^{x_{N2}} {f(x) \ dx} \ \right|$ [/mm]

[mm] $A_2 [/mm] \ = \ [mm] \left| \ \integral_{x_{N2}}^{x_{N3}} {f(x) \ dx} \ \right|$ [/mm]



Kommst Du nun alleine weiter?

Gruß
Loddar

Bezug
                
Bezug
Integralrechnung mit Schar: Symmetrie nutzen
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 20:40 Mi 23.03.2005
Autor: Loddar

Hallo joimic!


Da es sich bei unsere Funktion [mm] $f_k(x) [/mm] \ = [mm] \2x^2-k$ [/mm] um eine sog. "gerade Funktion" handelt, die symmetrisch zur y-Achse ist, kann man sich die Rechnung etwas erleichtern mit:

[mm]\bruch{A}{\red{2}} \ = \ \left| \ \integral_{0}^{x_{N2}} {f_k(x) \ dx} \ \right|[/mm]

[mm]\bruch{A}{\red{2}} = \ \left| \ \left[ \ \bruch{2}{3}x^3 - k*x \ \right]_{0}^{+ \wurzel{\bruch{k}{2}}} \ \right| \ = \ \bruch{3}{2}[/mm]


Gruß
Loddar


Bezug
                
Bezug
Integralrechnung mit Schar: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:40 Mi 23.03.2005
Autor: joimic

danke für die hilfe
aber ich kann den term nicht nach k auflösen! kann mir da bitte jemand helfen?


Bezug
                        
Bezug
Integralrechnung mit Schar: weitere Schritte ... (edit.)
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:05 Mi 23.03.2005
Autor: Loddar

Eingabefehler: "\left" und "\right" müssen immer paarweise auftreten, es wurde aber ein Teil ohne Entsprechung gefunden (siehe rote Markierung)
Eingabefehler: "\left" und "\right" müssen immer paarweise auftreten, es wurde aber ein Teil ohne Entsprechung gefunden (siehe rote Markierung)

Hallo joimic!


Nutzen wir die oben angesprochene Symmetrie ...

Dann haben wir ja:

$\bruch{A}{2} \ = \ \left| \ \bruch{2}{3}*\left(\wurzel{\bruch{k}{2}}\right)^3 - k*\left(\wurzel{\bruch{k}{2}}\right) - 0 \ \right| \ = \ \bruch{3}{2}$

$\left| \ \bruch{2}{3}*\left(\wurzel{\bruch{k}{2}}\right)^2*\left(\wurzel{\bruch{k}{2}}\right)^1 - k*\wurzel{\bruch{k}{2}} \ \right| \ = \ \bruch{3}{2}$

$\left| \ \bruch{2}{3}*\bruch{k}{2}*\left(\wurzel{\bruch{k}{2}}\right)^1 - k*\wurzel{\bruch{k}{2}} \ \right| \ = \ \bruch{3}{2}$

$\left| \ \bruch{k}{3}*\wurzel{\bruch{k}{2}} - k*\wurzel{\bruch{k}{2}} \ \right| \ = \ \bruch{3}{2}$

$\left| \ \left(\bruch{k}{3} - k \right)*\wurzel{\bruch{k}{2}} \ \right| \ = \ \bruch{3}{2}$

$\left| \ \red{-} \bruch{2}{3}*k*\wurzel{\bruch{k}{2}} \ \right| \ = \ \bruch{3}{2}$  Edit: "-"-Zeichen ergänzt ...

$\blue{\left| \ - \ \bruch{2}{3} \ \right| \ * \ \left| \ \wurzel{\bruch{k^3}{2}} \ \right| \ = \ \bruch{3}{2}}$

$\bruch{2}{3} \ * \ \left| \ \wurzel{\bruch{k^3}{2}} \ \right| \ = \ \bruch{3}{2}$

$\wurzel{\bruch{k^3}{2}} \ = \ \bruch{9}{4}$

$\bruch{k^3}{2} \ = \ \left(\bruch{9}{4}\left)^2 \ = \ \bruch{81}{16}$


Kannst Du nun $k$ selber ermitteln?
Sind ja nur noch wenige Schritte ...

Gruß
Loddar


Bezug
                                
Bezug
Integralrechnung mit Schar: danke
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:41 Mi 23.03.2005
Autor: joimic

vielen dank für die sehr ausführliche hilfe
die aufgabe liegt jetzt als musterlösung in meinem schrank
vielleicht auf eine baldige neubeantwortung vieler fragen :-)

Bezug
                                        
Bezug
Integralrechnung mit Schar: Hhhmm ...
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:49 Mi 23.03.2005
Autor: Loddar


> die aufgabe liegt jetzt als musterlösung in meinem schrank

Im Schrank??

Auf den Schreibtisch muß sie ;-) ... oder an die Pinnwand ...


Bitte beachten: ich habe gerade noch einen kleinen Fehler in meiner Antwort entdeckt und korrigiert!


Gruß
Loddar


Bezug
                                                
Bezug
Integralrechnung mit Schar: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:03 Mi 23.03.2005
Autor: joimic

fehler erkannt, fehler gebannt, aufgabe liegt natürlich auf dem schreibtisch :-)

Bezug
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