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Aufgabe:

Stammfunktion von \( \frac{1}{7x^{2}+5} \) (unbestimmtes Integral)


Problem/Ansatz:


ich sitze momentan daran, die Stammfunktion von \( \frac{1}{7x^{2}+5} \) zu berechnen.

Den ganzen Nenner zu substituieren bringt leider nichts und mit partieller Integration drehe ich mich gefühlt im Kreis.

Ich meine der Bruch hat ja schon fast die Form von \( \frac{1}{1+x^{2}} \) , wovon man die Stammfunktion weiß (nämlich arctan(x)).

Wie verfährt man hier ohne technisches Hilfsmittel?

Vielen Dank.

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Die Beobachtung mit \(\arctan\) ist der Schlüssel: Klammere im Nenner eine 5 aus. Dann gelangst Du zur Form \(1+y^2\) mit geeignetem \(y\), das substituiere.

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Erstmal danke für den Hinweis, aber bei mir klingelt es immer noch nicht ganz.


Ich habe nun \( \frac{1}{5} \)*\( \frac{1}{\frac{7}{5}*x^{2}+1} \)


Die \( \frac{1}{5} \) können wir als Faktor aus dem Integral rausziehen.


Danach setze ich \( y^{2} \) = \( \frac{7}{5} \)*\( x^{2} \)

y ist somit \( \sqrt{\frac{7}{5}} \)*x


\( \frac{dy}{dx} \) = \( \sqrt{\frac{7}{5}} \)

==> dx = \( \frac{dy}{\sqrt{\frac{7}{5}}} \)

Das nun alles in Integral von \( \frac{1}{y^{2}+1} \) dx eingesetzt ergibt


\( \frac{1}{5} \) * \( \frac{1}{\sqrt{\frac{7}{5}}} \) * arctan(\( \sqrt{\frac{7}{5}} \) *x)


Ein Vergleich mit der Lösung am Rechner zeigt, dass der Term innerhalb von arctan gleich ist, jedoch der Faktor davor ein anderer ist. Der Rechner meint der Faktor wäre \( \frac{1}{\sqrt{7}*\sqrt{5}} \)


Wo habe ich hier einen Fehler gemacht?

Dein Fehler war, dass du nicht erkannt hast, dass beide Terme identisch sind.

Was wird wohl \( 5\cdot\frac{1}{\sqrt{5}} \) ergeben?

Der Faktor ist der gleiche. Fasse zusammen (beachte \(5=\sqrt5\cdot\sqrt5\)).

Mist, da habe ich zu schnell rumhantiert. Ergibt natürlich dasselbe.

Vielen Dank.

Gerne. Noch ein Tipp zu LaTeX: der Malpunkt ist \cdot

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