Lösung zur Teilaufgabe b): Unterschied zwischen den Versionen

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[http://de.wikipedia.org/wiki/Partielle_Integration Hilfe zur partiellen Integration]
 
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<math> \int_{a}^{b} </math> f<sub>a</sub> ( x ) dx = ( x - a ) e<sup>a + 2 - x</sup> <br />
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<math> \int_{a}^{b} f_a ( x )\,dx = ( x - a ) e^{a + 2 - x}</math>
  
 
Definiere:
 
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u ( x ) = x - a<br />
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<math>u ( x ) = x - a</math><br />
u <sup>'</sup> ( x ) = 1
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<math>u ^{'} ( x ) = 1</math>
  
v ( x ) = e<sup>a + 2 - x</sup><br />
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<math>v ( x ) = e^{a + 2 - x}</math><br />
v <sup>'</sup> ( x ) = -e<sup>a + 2 - x</sup>
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<math>v ^{'} ( x ) = -e^{a + 2 - x}</math>
  
<math> \int_{a}^{b} </math> f<sub>a</sub> ( x ) dx = ( x - a ) e<sup>a + 2 - x</sup> <br />
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<math> \int_{a}^{b} f_a ( x )\,dx = ( x - a ) e^{a + 2 - x}</math> <br />
                   = [( x - a ) -e<sup>a + 2 - x</sup> ]<sup>b</sup><sub>a</sub> - <math> \int_{a}^{b} </math> 1 -e<sup>a + 2 - x</sup> dx
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                   = <math>[( x - a )\cdot (-e^{a + 2 - x}) ]^{b}_{a} - \int_{a}^{b} 1 \cdot (-e^{a + 2 - x})\,dx</math>
                   = ( x - a ) -e<sup>a + 2 - x</sup> - e<sup>a + 2 - x</sup>
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                   = <math>[( x - a )\cdot (-e^{a + 2 - x}) - e^{a + 2 - x}]^{b}_{a}</math>
                   = -e<sup>a + 2 - x</sup> ( x - a + 1 )
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                   = <math>[-e^{a + 2 - x} ( x - a + 1 )]^{b}_{a}</math>
  
                   --> F<sub>a</sub> ( x ) = -e<sup>a + 2 - x</sup> ( x - a + 1 ) + c
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                   <math>\Rightarrow  F_a( x ) = -e^{a + 2 - x} ( x - a + 1 ) + c</math>
  
 
für Interessierte: [[Der Holzweg]]
 
für Interessierte: [[Der Holzweg]]

Version vom 4. Januar 2010, 23:31 Uhr

1. Eigenschaften einer Stammfunktion von fa

1.) Von -\infty < x < a verläuft der Graph Gfa unterhalb der x-Achse und ist somit negative. Daraus kann man schließen, das der Graph GFa in diesem Intervall streng monoton fallend ist.
Von a < x < \infty verläuft der Graph Gfa oberhalb der x-Achse und ist somit positive. Daraus kann man schließen, das der Graph GFa in diesem Intervall streng monoton steigend ist.

2.)Bei x = a ist der Graph Gfa gleich Null ( Gfa = 0 )und das Steiguungsverhalten von GFa ändertfür x < a und x > a das Vorzeichen. Deshalb kann man sagen das der Graph GFa an der Stell x = a einen Extrempunkt, in diesem Fall einen Tiefpunkt ( Minimum ) hat, da sich das Monotonieverhalten von streng monoton fallend in streng monoton steigend verändert.


2. Bestimmung einer Stammfunktion von fa durch partielle Integration

Hilfe zur partiellen Integration

 \int_{a}^{b} f_a ( x )\,dx  = ( x - a ) e^{a + 2 - x}

Definiere:

u ( x ) = x - a
u ^{'} ( x ) = 1

v ( x ) = e^{a + 2 - x}
v ^{'} ( x ) = -e^{a + 2 - x}

 \int_{a}^{b} f_a ( x )\,dx  = ( x - a ) e^{a + 2 - x} 
= [( x - a )\cdot (-e^{a + 2 - x}) ]^{b}_{a} - \int_{a}^{b} 1 \cdot (-e^{a + 2 - x})\,dx = [( x - a )\cdot (-e^{a + 2 - x}) - e^{a + 2 - x}]^{b}_{a} = [-e^{a + 2 - x} ( x - a + 1 )]^{b}_{a}
                 \Rightarrow  F_a( x ) = -e^{a + 2 - x} ( x - a + 1 ) + c

für Interessierte: Der Holzweg


3. Flächenberechnung, der sich nach rechts ins Unendliche erstreckenden Fläche, zwischen der x- Achse und der Funktion f2 im I. Quadranten

Hinweis: \lim_{x\to\infty}xe-x =0

Da die Nullstelle der Funktion fa bei x = a liegt, folgt daraus, das die Nullstelle der Funktion f2 bei x = 2 liegt. Das heißt, man muss von zwei bis unendlich integrieren.

\int_{2}^{b} f2 ( x ) =