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Partialbruchzerlegung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:33 Mi 26.03.2014
Autor: xxela89xx

Aufgabe
[mm] \integral_{}{}\bruch{x^2+1}{x(x-1)^2} [/mm] dx




Hallo,

habe die Aufgabe folgendermaßen versucht zu lösen. Stimmt das so?

[mm] \integral_{}{}\bruch{x^2+1}{x(x-1)^2} [/mm] dx = A/x + (B/x-1)+ [mm] (Cx+D)/(x-1)^2 [/mm]

[mm] X^2= A(x-1)^2+Bx(x-1)+(Cx+D)x [/mm]
      = [mm] x^2(A+B+C)+x(2A-B+D)+A [/mm]

Aus 1=A+B+C     Folgt B=0=C
Aus 0= 2A+B+D  folgt    D= -2. und A=1

[mm] \integral_{}{}\bruch{x^2+1}{x(x-1)^2} [/mm] dx = [mm] \integral_{}{}( [/mm] 1/x -  [mm] 2/(x-1)^2 [/mm] ) dx
[mm] =log|x|-2log|x-1|^2+ [/mm] C



Gruß


        
Bezug
Partialbruchzerlegung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:42 Mi 26.03.2014
Autor: chrisno


>  
> [mm]\integral_{}{}\bruch{x^2+1}{x(x-1)^2}[/mm] dx = A/x + (B/x-1)+
> [mm](Cx+D)/(x-1)^2[/mm]

Das ist auf jeden Fall schon mal falsch aufgeschrieben. Du willst nur den Integranden umformen. Was genau da steht, ist nicht klar, ich lass es soweit wie möglich stehen, wie Du es geschrieben hast. Ich nehme an, dass Du das dann hinbekommst.
[mm] $\bruch{x^2+1}{x(x-1)^2} [/mm] = $A/x + (B/x-1)+ [mm](Cx+D)/(x-1)^2[/mm]

>  

Das wäre ja nun nett, mindestens ein Wort zu schreiben, was Du machst.

> [mm]X^2= A(x-1)^2+Bx(x-1)+(Cx+D)x[/mm]

Der Anfang sieht merkwürdig aus. Naja, Du wirst das x aus Versehen groß geschrieben haben. Wo ist die 1 geblieben?

>        =
> [mm]x^2(A+B+C)+x(2A-B+D)+A[/mm]

Da ist sie ja wieder. Dafür wundere ich mich über das Voreichen von 2A.

>  
> Aus 1=A+B+C     Folgt B=0=C
>  Aus 0= 2A+B+D  folgt    D= -2. und A=1

Diese Folgerungen kann ich nicht nachvollziehen. Wieder ist eine Vorzeichenmutation zu beobachten.

>  
> [mm]\integral_{}{}\bruch{x^2+1}{x(x-1)^2}[/mm] dx = [mm]\integral_{}{}([/mm]
> 1/x -  [mm]2/(x-1)^2[/mm] ) dx
>  [mm]=log|x|-2log|x-1|^2+[/mm] C

Der Klassiker: leite Deine "Stammfunktion" ab und schau nach, ob es stimmt.


Bezug
                
Bezug
Partialbruchzerlegung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:48 Mi 26.03.2014
Autor: xxela89xx

Hi,

Ja, du hast recht. Habe die +1 vergessen aufzuschreiben, aber die muss natürlich da stehen. Und vor der 2A muss ein Minuszeichen stehen. Stimmt das dann?
Gruß

Bezug
                        
Bezug
Partialbruchzerlegung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:07 Mi 26.03.2014
Autor: reverend

Hallo xx...xx,

> Ja, du hast recht. Habe die +1 vergessen aufzuschreiben,
> aber die muss natürlich da stehen. Und vor der 2A muss ein
> Minuszeichen stehen. Stimmt das dann?
>  Gruß

Nein, Dein Ansatz ist falsch.
Bestimme A,B,C so, dass

[mm] \bruch{x^2+1}{x(x-1)^2}=\bruch{A}{x}+\bruch{B}{x-1}+\bruch{C}{(x-1)^2} [/mm]

ist. Schau wegen des Ansatzes nochmal ins Skript bzw. Deine Mitschrift.

Grüße
reverend

Bezug
                                
Bezug
Partialbruchzerlegung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:39 Mi 26.03.2014
Autor: xxela89xx

Hallo,

stimmt, da muss nur C stehen. Das heißt dann, dass folgendes gilt:
[mm] x^2+1= A(x-1)^2+Bx(x-1)+Cx [/mm]
...
Aus 1=A+B folgt B=0
Aus 0=-2A+B+C  folgt C=2
1=A

Das Ergebnis ist dann aber gleich. Richtig?

Gruß

Bezug
                                        
Bezug
Partialbruchzerlegung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:47 Mi 26.03.2014
Autor: chrisno


> Hallo,
>  
> stimmt, da muss nur C stehen. Das heißt dann, dass
> folgendes gilt:
>  [mm]x^2+1= A(x-1)^2+Bx(x-1)+Cx[/mm]

Es wird besser, aber das Folgende...

Zuerst hast Du A = 1 aus dem Koeffizientenvergleich.

>  ...

Mit A = 1 gilt dann:

>  Aus 1=A+B folgt B=0
>  Aus 0=-2A+B+C  folgt C=2
>  1=A
>
> Das Ergebnis ist dann aber gleich. Richtig?

Beantworte die Frage selbst. C hat inzwischen das Vorzeichen gewechselt. Außerdem fehlt immer noch Deine Probe. Leite Dein Ergebnis ab.


Bezug
                                                
Bezug
Partialbruchzerlegung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:58 Mi 26.03.2014
Autor: xxela89xx

Hallo,

Ok, das Ergebnis bleibt nicht gleich, es gibt einen VZW bei C, ein Minuszeichen muss davor.
Die Probe ist doch dann einfach das mit dem integrieren oder nicht?
[mm] \integral_{}{}(x^2)+1/x(x-1)^2= \integral_{}{}(1/x+2/(x-1)^2)dx [/mm]
[mm] =log|x|+2log|x-1|^2+C [/mm]

Gruß

Bezug
                                                        
Bezug
Partialbruchzerlegung: diverse Korrekturen
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 01:18 Do 27.03.2014
Autor: Loddar

Hallo xxela89xx!


Puuh, ist das grauenhaft aufgeschrieben! [kopfschuettel]


> Ok, das Ergebnis bleibt nicht gleich, es gibt einen VZW bei
> C, ein Minuszeichen muss davor.

[aeh]


> Die Probe ist doch dann einfach das mit dem integrieren
> oder nicht?

Nein, wie oben geschrieben wurde: die Probe ist, das vermeintliche Ergebnis wieder abzuleiten.
Da sollte dann die Ausgangsfunktion wieder entstehen.


> [mm]\integral_{}{}(x^2)+1/x(x-1)^2= \integral_{}{}(1/x+2/(x-1)^2)dx[/mm]

Bis hierhein scheinst Du es richtig zu meinen, auch wenn es schmerzhaft aufgeschrieben ist (streng genommen: grob falsch!), insbesondere was die Klammersetzung betrifft.

[mm] $\integral{\bruch{x^2+1}{x*(x-1)^2} \ \red{\mathrm{dx}}} [/mm] \ = \ [mm] \integral{\bruch{1}{x}+\bruch{2}{(x-1)^2} \ \mathrm{dx}} [/mm] \ = \ [mm] \integral{\bruch{1}{x} \ \mathrm{dx}}+\integral{\bruch{2}{(x-1)^2} \ \mathrm{dx}}$ [/mm]


> [mm]=log|x|+2log|x-1|^2+C[/mm]

Das erste Teilintegral ist korrekt. Das zweite Teilintegral grob falsch. Bedenke hier die MBPotenzregel beim Integrieren.


Wie sieht denn nun Deine Probe aus?


Gruß
Loddar

Bezug
                                                                
Bezug
Partialbruchzerlegung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:10 Do 27.03.2014
Autor: xxela89xx

Hallo,

ja, du hast Recht, ich kann das hier nicht so gut abtippen. Das Ergebnis wäre dann
=log|x|+ 2log(2*|x-1|) ?
Wenn ich nun log(x) ableite kommt 1/x raus und, wenn ich das andere ableite, kommt auch das richtige raus eigentlich oder nicht?

Gruß

Bezug
                                                                        
Bezug
Partialbruchzerlegung: immer noch falsch
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:24 Do 27.03.2014
Autor: Loddar

Hallo xxela89xx!


Nein, Deine Stammfunktion stimmt immer noch nicht. Ich hatte Dich doch für das 2. Teilintegral auf die MBPotenzregel hingewiesen.

Was ist die Stammfunktion zu [mm] $\bruch{1}{z^2} [/mm] \ = \ [mm] z^{-2}$ [/mm] ?


Gruß
Loddar

Bezug
                                                                                
Bezug
Partialbruchzerlegung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:38 Do 27.03.2014
Autor: xxela89xx

Hallo,

die Stammfunktion dazu ist doch [mm] \bruch{-1}{1} z^{-1}, [/mm] also [mm] -z^{-1}. [/mm]
Und bei der Aufgabe ist es dann, [mm] -2(x-1)^{-1}= -\bruch{2}{(x-1)}, [/mm] d.h. -2log|x-1| oder?

Gruß

Bezug
                                                                                        
Bezug
Partialbruchzerlegung: einmal integrieren reicht
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:51 Do 27.03.2014
Autor: Loddar

Hallo!


> die Stammfunktion dazu ist doch [mm]\bruch{-1}{1} z^{-1},[/mm] also [mm]-z^{-1}.[/mm]

[ok]


> Und bei der Aufgabe ist es dann, [mm]-2(x-1)^{-1}= -\bruch{2}{(x-1)},[/mm]

[ok]


> d.h. -2log|x-1| oder?

Was soll der Quatsch? Warum integrierst Du das nochmal???


Gruß
Loddar

Bezug
                                                                                                
Bezug
Partialbruchzerlegung: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:07 Do 27.03.2014
Autor: xxela89xx

Hallo,

keine Ahnung, ich dachte, das muss man noch mal so aufschreiben, total verpeilt. Vielen Dank für deine Mühe und danke an alle anderen.

Gruß

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