Probleme mit Aufgabe!

Gast #296043
Hallo!

Ich bin echt am verzweifeln! Ich weiss dass dieser Eintraag nix in
diesem Forum zu zu suchen hat.
Aber ich komme mit dem Matheproblem überhaupt nicht weiter.

Und zwar handelt es sich hierbei um zwei INTEGRALE--> siehe Anhang
Angehängte Dateien:
Gast
das ist schon die aufgabe!
leider hat das forum kein latex daher schreib ich es so:
integral von sqrt(16-x^2) dx = (substituieren) = integral von
sqrt(16-16sin(z)^2) 4*cos(z) dz, den wenn du für x = 4 sin(z) einsetzt
ist:
dx/dz = 4 * cos(z) und somit dx = 4*cos(z) dz
so weiter gehts sqrt(16)*integral von sqrt(1-sin^2(z))4*cos(z) = 16 *
integral cos(z)^2dz = (naja cos^2 wirst wohl schaffen einfach partiell
integrieren (integral u'v = u*v* - integral v'*u) und da kommt dann
4* (sin(z)cos(z)/2 + z/2) raus einsetzten und da sollte dan etwas wie
8*arcsin(x/4)+x*sqrt(16-x^2)/2 rauskommen, den du brauchst ja nur
x=4sin(z) umformen und den cox(z) als sqrt(1-sin^2(z)) schreiben.

so anderes bsp seh ich mir noch an


bg
Gast
das anders bsp geht in gleicher manier, nur mit viel mehr aufwand
(vielleicht übersehe ich aber auch was ...)
t = 2x-2
dt/dx = 2 => dx = dt/2
=>
integral sqrt(1+t^2)dt/2
t=sinh(z)
dt/dz = cosh(z) => dt = cosh(z)*dz
integral von sqrt(1+cosh(z)^2)*cosh(z)dz = integral sinh(z)*cosh(z) dz
und da würd ich einfach mit den e-funktionen rechnen
cosh(z) = 1/2 (e^x+e^-x)
sinh(z) = 1/2 (e^x-e^-x)
dann sollte etwas mit e^-2z(e^4z+1)/8 rauskommen

bg
Gast
Servus!

Als kleine Anregung:
zu a) Mit der Substitution kommst Du zu einem Integral
16*Integral[sqrt(1-sin²(z))*cos(z)]dz. Mit 1-sin²(z)=cos²(z) solltest
Du weiterkommen.

zu b) Im Prinzip das Gleiche, hier gilt allerdings: 2x substituieren
und sinh²(x)-cosh²(x) = 1

Falls immer noch nicht klar, nochmal fragen!

Viel Erfolg
Pete
Gast
Hallo chriss,

danke für die Hilfe.
Wie kommst du auf diese Lösung: 8*arcsin(x/4)+x*sqrt(16-x^2)/2

Woher bekommst du das X vor dem Ausdruck sqrt(16-x^2)/2
Hast das hier nochmals abgeleitet: 16-x^2
Gast
Also die zweite Aufgabe vertshe ich noch als nicht.
Ok das hier habe ich auch herausbekommen: e^-2z(e^4z+1)/8

Bei der ersten Aufgabe verstehe ich nicht wie man da vor der Wurzel auf
das x kommt. Vielleicht durch nochmaliges ableiten?!
Gast
Hat er vielleicht mit Maple oder ähnlichem gerechnet. Hab ich auch
gerade gemacht, da kommt das Gleiche raus. Gibt eben mehrere
Stammfunktionen.

"per Hand" komm ich auf: 8*(z+sin(2*z)/2), für z noch z=arcsin(x/4)
einsetzen

Stammfunktion von cos²(x)= x/2 + sin(2*x)/4

Pete
Gast
Ok danke danke! Ich habe es jetzt mit Eurer Hilfe hinbekommen.
Es fehlt mir nur noch die zweite Aufgabe.
Das weiss ich nett so recht wie ich da weitermachen soll!
Gast
Sorry, Fehler

>>1/2*Int[cosh²(z)]*dz = 1/2*1/4*Int[e^2z+2*e^-2z)]dz =
1/16*(exp(2z)-exp(-2z)+4z)

Soll heißen:
>>1/2*Int[cosh²(z)]*dz = 1/2*1/4*Int[exp(2z)+exp(-2z)+2]dz =
1/16*(exp(2z)-exp(-2z)+4z)

Pete
Gast
Nur noch am Rande, weil ich das gerade gelesen habe:

>>naja cos^2 wirst wohl schaffen einfach partiell
>>integrieren (integral u'v = u*v* - integral v'*u) und da kommt
dann
>>4* (sin(z)cos(z)/2 + z/2) raus

Partielle Integration bringt hier glaub ich nix, da das Problem der
Integration von cos²(x) auf das Problem der Integration von sin²(x)
"verschoben" wird. Ich würde cos²(z)=(1+cos(2z))/2 einsetzen und dann
integrieren.

Pete
Gast
Die Aufgabe konnte ich leider immer noch nicht lösen.
Ich bekomme dieses Ergebnis heraus: 1/2*Int[cosh²(z)]*dz
Wie mache ich da jetzt weiter?
Gast
Hi!

einfach für cosh(z)=1/2*exp(z)+exp(-z) einsetzen und ausmultiplizieren
(binomische Formel) und anschließend die e-Funktionen integrieren.
Alles klar?

Viel Erfolg
Pete
Gast
Was mich allerdings noch interessieren würde: Wie kann man mit
partieller Integration cos²(x) integrieren?

partielle Integration: Int(u'v) = u*v-Int(uv')
also mit v=cos(x) und u'=cos(x) -> u=sin(x) folgt:

Int[cos²(x)] = sin(x)*cos(x) - Int[sin(x)*sin(x)] = sin(x)*cos(x) -
Int[sin²(x)], womit man das Problem hat statt cos²(x) sin²(x) zu
integrieren. Ich wäre Dir für eine Erklärung dankbar, denn ich weiß
nicht wie das gehen soll...

Pete
Gast
Hi Pete,

Int(cos²(x)^dx) integrieren:

1x partielle Integration: Int(u'v) = u*v-Int(uv')
also mit
u'=cos(x) -> u=sin(x)
v=cos(x) -> v'=-sin(x)

einsetzen:
Int(cos²(x)^dx) = sin(x)cos(x) + Int(sin(x)sin(x) dx)

dies kann man auch so schreiben:
Int(cos²(x)^dx) = sin(x)cos(x) + Int(1-cos²(x)dx)
Int(cos²(x)^dx) = sin(x)cos(x) + Int(1 dx) -Int(cos²(x)dx)
2xInt(cos²(x)dx)= sin(x)cos(x) + Int(1 dx)
Int(cos²(x)dx)= 1/2(sin(x)cos(x)) + x/2

Und nun zu der anderen Aufgabe:
wie gesagt dies habe ich auch ausgerechnet:
1/2*1/4*Int[exp(2z)+exp(-2z)+2]dz
wenn ich das hier dann integriere bekomme ich folgendes Ergebnis
heraus:
1/4 sinh(2z) + z/2
wie muss ich da genau weitermachen? Bestimmt muss ich hier jetzt wieder
zurücksubstutuieren, oder?
Gast
Ein Trick den die E-Techniker gern anwenden:
(Hat jetzt nichts konkret mit der Aufgabe zu tun, hilft aber vielleicht
dem ein oder anderen)

Beispiel

int(exp(2*x)*cos(3*x))dx

kann man partiell integrieren und kommt zum Ergebnis. Dauert allerdings
eine Weile.

Einfacher geht's wenn man cos(3*x) durch den Realteil von exp(j*3*x)
ersetzt und komplex weiterrechnet. Damit spart man sich die partielle
Integration und e-Funktionen sind immer schoen zu integrieren.

int(exp(2*x)*cos(3*x))dx = int(exp(2*x)*exp(j*3*x))dx
= int(exp((2+3*j)x)dx = exp((2+3*j)x)/(2+3*j)

Nun das Uebliche. Komplex konjugiert erweitern und die e-Funktionen
wieder in trigonometrische umschreiben. Das Endergebnis ist dann der
Realteil des vorher berechneten.

Funktioniert uebrigens auch bei cos^2(x), allerdings bringt es keinen
Vorteil komplex zu rechnen.
Man setzt dazu cos^2(x)=1/4*(exp(j*x)+exp(-j*x))^2 an.

Um cos^2(x) ohne komplexe Rechnung zu lösen setzt man
cos^2(x)=1/2+1/2*cos(2*x)) an.
Gast
Ok das ist auch nicht schlecht. Also alles Aufgaben habe ich jetzt
endlich gelöst!

Ich habe nur noch eine Aufgabe, da habe ich mir heute Morgen schon die
Zähne ausgebissen:

Integral(1/(x-Wurzel(x-1))dx) oder siehe Anhang.
Angehängte Dateien:
Gast
Cool. Ich danke Euch! Komplexifizierung hab' ich mir auch überlegt,
aber auf die partielle Integration wär' ich glaub ich alleine nicht so
schnell gekommen...

Pete

Antwort schreiben

Eine eigene Frage? Dieser Thread ist über 20 Jahre alt. Stell sie in einem eigenen Thread – dort lesen mehr Leute mit, und sie wird öfter und schneller beantwortet.

Neuen Thread starten

Eine Lösung, Ergänzung oder Rückmeldung zu diesem Thread? Dann antworte hier.

Formatierung
  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] – Link zu einem Artikel
  • Verweis auf einen anderen Beitrag: Rechtsklick auf dessen Beitrags-ID (#8078628), „Adresse kopieren“, in den Text einfügen

Mehr zur Formatierung

Längeren Sourcecode als Anhang, nicht in den Text. JPG nur für Fotos und Scans; Zeichnungen und Screenshots als PNG oder GIF. Siehe Bildformate.

Schon registriert? Anmelden

Wird nicht angezeigt. Wir schicken dir einen Link; sobald du damit bestätigst, erscheint dein Beitrag.

Mit dem Abschicken legst du einen kostenlosen Account an und erkennst die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzerklärung an.