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' Aufgabe:

\( \int\limits_{}^{} \)  e^(mx) * cos(nx) dx

Das Integral soll mithilfe der Partialbruchzerlegung bestimmt werden.


Problem/Ansatz:

Mein Ansatz;

f(x) =e^{mx} → \( f^{\prime} \) (x)= me^{mx}

\( g^{\prime} \) (x)= cos(nx) → g(x)= sin(nx)/n

= e^{mx} sin(nx)/n - \( \int\limits_{}^{} \) me^{mx} * sin(nx)/n

= e^{mx} sin(nx)/n - e^{mx} cos(nx)

Nur noch die E Funktion rauskürzen

Wäre das so richtig ?

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Aloha :)

$$I_{m,n}(x)=\int \underbrace{e^{mx}}_{=u'}\cdot\underbrace{\cos(nx)}_{=v}\,dx=\underbrace{\frac1me^{mx}}_{=u}\cdot\underbrace{\cos(nx)}_{=v}-\int \underbrace{\frac1me^{mx}}_{=u}\cdot\underbrace{(-n\sin(nx))}_{=v'}\,dx$$$$\phantom{I_{m,n}(x)}=\frac1me^{mx}\cdot\cos(nx)+\frac nm\int \underbrace{e^{mx}}_{=f'}\cdot\underbrace{\sin(nx)}_{=g}\,dx$$$$\phantom{I_{m,n}(x)}=\frac1me^{mx}\cdot\cos(nx)+\frac nm\left(\underbrace{\frac1me^{mx}}_{=f}\cdot\underbrace{\sin(nx)}_{=g}-\int \underbrace{\frac1me^{mx}}_{=f}\cdot\underbrace{n\cos(nx)}_{=g'}\,dx\right)$$$$\phantom{I_{m,n}(x)}=\frac1me^{mx}\cdot\cos(nx)+\frac{n}{m^2}e^{mx}\cdot\sin(nx)-\frac{n^2}{m^2}\underbrace{\int e^{mx}\cdot\cos(nx)\,dx}_{=I_{m,n}(x)}$$

Wir bringen das verbliebene Integral auf die linke Seite und formen weiter um:

$$\left(1+\frac{n^2}{m^2}\right)\,I_{m,n}(x)=\frac1me^{mx}\cdot\cos(nx)+\frac{n}{m^2}e^{mx}\cdot\sin(nx)\quad\bigg|\cdot m^2$$$$\left(m^2+n^2\right)\,I_{m,n}(x)=me^{mx}\cdot\cos(nx)+ne^{mx}\cdot\sin(nx)\quad\bigg|\div(m^2+n^2)$$$$I_{m,n}(x)=\frac{e^{mx}}{m^2+n^2}\left(m\cos(nx)+n\sin(nx)\right)$$Die Integrationskonstante habe ich weggelassen.

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