Lösung 2.3:1c

Aus Online Mathematik Brückenkurs 2

(Unterschied zwischen Versionen)
Wechseln zu: Navigation, Suche
K (Solution 2.3:1c moved to Lösung 2.3:1c: Robot: moved page)
Aktuelle Version (07:43, 28. Aug. 2009) (bearbeiten) (rückgängig)
 
(Der Versionsvergleich bezieht 2 dazwischen liegende Versionen mit ein.)
Zeile 1: Zeile 1:
-
The integrand consists of two factors, so integration by parts is a plausible method. The most obvious thing to do is to choose <math>x^2</math> as the factor that we will differentiate and <math>\cos x</math> as the factor that we will integrate. Admittedly, the <math>x^2</math>-factor will not be differentiated away, but its exponent decreases by 1 and this makes the integral a little easier,
+
Wählen wir unsere Faktoren so, dass wir <math>x^2</math> ableiten und <math>\cos x</math> integrieren, erhalten wir ein Integral mit einem linearen Term statt einem quadratischen.
{{Abgesetzte Formel||<math>\int x^2\cdot\cos x\,dx = x^2\cdot\sin x - \int 2x\cdot\sin x\,dx\,\textrm{.}</math>}}
{{Abgesetzte Formel||<math>\int x^2\cdot\cos x\,dx = x^2\cdot\sin x - \int 2x\cdot\sin x\,dx\,\textrm{.}</math>}}
-
We can attack the integral on the right-hand side in the same way. Let <math>2x</math> be the factor that we differentiate and <math>\sin x</math> the factor that we integrate. This time, we have only one factor left,
+
Das rechte Integral berechnen wir ähnlich wie das vorige. Wir leiten <math> 2x </math> ab und integrieren <math>\sin x</math>.
{{Abgesetzte Formel||<math>\begin{align}
{{Abgesetzte Formel||<math>\begin{align}
Zeile 9: Zeile 9:
&= 2x\cdot (-\cos x) - \int 2\cdot (-\cos x)\,dx\\[5pt]
&= 2x\cdot (-\cos x) - \int 2\cdot (-\cos x)\,dx\\[5pt]
&= -2x\cos x + 2\int \cos x\,dx\\[5pt]
&= -2x\cos x + 2\int \cos x\,dx\\[5pt]
-
&= -2x\cos x + 2\sin x + C\,\textrm{.}
+
&= -2x\cos x + 2\sin x + C
\end{align}</math>}}
\end{align}</math>}}
-
All in all, we obtain
+
Alles in allem erhalten wir
{{Abgesetzte Formel||<math>\begin{align}
{{Abgesetzte Formel||<math>\begin{align}
Zeile 20: Zeile 20:
\end{align}</math>}}
\end{align}</math>}}
-
For more difficult integrals, it is quite normal to have to work step by step before getting the final answer.
+
'''Hinweis:''' Wenn man mehrere partielle Integrationen benötigt, rechnet man oft in Schritten bevor man die endgültige Antwort berechnet.

Aktuelle Version

Wählen wir unsere Faktoren so, dass wir \displaystyle x^2 ableiten und \displaystyle \cos x integrieren, erhalten wir ein Integral mit einem linearen Term statt einem quadratischen.

\displaystyle \int x^2\cdot\cos x\,dx = x^2\cdot\sin x - \int 2x\cdot\sin x\,dx\,\textrm{.}

Das rechte Integral berechnen wir ähnlich wie das vorige. Wir leiten \displaystyle 2x ab und integrieren \displaystyle \sin x.

\displaystyle \begin{align}

\int 2x\cdot \sin x\,dx &= 2x\cdot (-\cos x) - \int 2\cdot (-\cos x)\,dx\\[5pt] &= -2x\cos x + 2\int \cos x\,dx\\[5pt] &= -2x\cos x + 2\sin x + C \end{align}

Alles in allem erhalten wir

\displaystyle \begin{align}

\int x^2\cos x\,dx &= x^2\cdot\sin x - (-2x\cos x+2\sin x+C)\\[5pt] &= x^2\sin x + 2x\cos x - 2\sin x + C\,\textrm{.} \end{align}

Hinweis: Wenn man mehrere partielle Integrationen benötigt, rechnet man oft in Schritten bevor man die endgültige Antwort berechnet.