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Es geht darum, den Flächeninhalt zwischen zwei Funktionen zu berechnen.

f(x) = x²
g(x) = 3 - x²

Ich setze die beiden Funktionen erst gleich:

x² = 3 - x²
2x² - 3 = 0
x1 = √1,5
x2 = - √1,5

Dann wende ich die Formal an, obere Funktion minus untere Funktion in den Grenzen der beiden Schnittpunkte:

∫ (x²) - (3-x²) dx = x² - 3 + x² = 2x² - 3

Die Differenzfunktion wird erst integriert, dann die Grenzen eingesetzt:
2/3x³ - 3x   | √1,5 (oben)  -√1,5 (unten)

= (2/3 * √1,5³ - 3 * √1,5) - (2/3 * (-√1,5)³ - 3 * (-√1,5)

So. Und jetzt wird's unangenehm spannend für mich. Ich weiß nicht, wie ich das mit den Wurzeln, Potenzen und Vorzeichen jetzt korrekt auflösen muss. In der Lösung steht, es kommt 2 * √6 raus, aber ich komm nicht drauf. Ich sehe, würde ich alle Wurzeln ohne Potenzen zu beachten zusammenzählen, hätte ich √6, aber da hört es schon auf. Mein Ansatz war, erst die Klammern wegzunehmen und die Vorzeichen der zweiten Klammer alle umzudrehen, war mir dann aber nicht sicher, ob das auch für die Vorzeichen der Wurzeln gilt, oder ob ich das erst berechnen müsste.

Wie genau muss ich vorgehen? Ich weiß, dass das eigentlich Basics sind, aber mit den Wurzeln haut's mir die Sache gerade irgendwie durcheinander. Ohne habe ich damit weniger Probleme.
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2 Antworten

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Jetzt noch den Taschnrechner einsetzen. Wenn das nicht erlaubt ist, würde ich so vorgehen

Die Fläche ist symmetrisch zur y-Achse. da genügt es, in den Greinzen von 0 bis √1,5 zu integrieren und das Ergebnis zu verdoppeln. Dabei ist (√1,5)3=1,5·√1,5.

Übrigens: Die Zeile
∫ (x²) - (3-x²) dx = x² - 3 + x² = 2x² - 3 lässt 2 Integralzeichen und eine Klammer vermissen. Außerdem ist sie überflüssig. Die Differenzfunktion hattest du bereits gebildet.

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Also:

2/3 * 1,5 * √1,5 - 3 * √1,5  = 4,899 (aufgerundet)

Laut TR ist das 2*√6, scheint zu stimmen, auch wenn ich so nicht auf exakt dieses Ergebnis in der Form gekommen wäre - aber das ist wahrscheinlich auch egal, es ist ja beides das Gleiche. Danke auf jeden Fall!

Zu der unnötigen Zeile: Verzeihung. Ich gelobe Besserung!

2/3 * 1,5 * √1,5 - 3 * √1,5

1 * √1,5 - 3 * √1,5
- 2 *  √1,5

Du hast die obere Funktion von der unteren
abgezogen. Dies ist aber egal. Wir nehmen für
eine Fläche sowieso den Betrag

2 *  √1,5
√ 4 *  √1,5
√ 6

Dann noch mal 2

mfg Georg

+1 Daumen

 


> Die Differenzfunktion wird erst integriert, dann die Grenzen eingesetzt: 
2/3x³ - 3x   | √1,5 (oben)  -√1,5 (unten) 

=  (2/3 * √1,5³ - 3 * √1,5) - (2/3 * (-√1,5)³ - 3 * (-√1,5) 

=  ( 2/3 * 1,5 * √1,5 - 3 * √1,5 )   -   ( 2/3 * (-1,5) √1,5 + 3 * √1,5 )

= √1,5 * (1 - 3 + 1 - 3) = - 4 * √1,5      [ = -2 * √6 sieht schöner aus :-) ]

Wegen der Symmetrie der Integrandenfunktion zur y-Achse kann man auch 

 2 * 0√1,5  (2x2 - 3)  dx  rechnen.

Gruß Wolfgang

 

Avatar von 86 k 🚀

Oh, danke für's genaue Auflösen! Das hat mir noch gefehlt, das mal anschaulich zu sehen!

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