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Lösung 2.1:4b

Aus Online Mathematik Brückenkurs 2

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Aktuelle Version (10:54, 27. Aug. 2009) (bearbeiten) (rückgängig)
 
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&= -\bigl(x^2 - 2x- 2\bigr)\\[5pt]
&= -\bigl(x^2 - 2x- 2\bigr)\\[5pt]
&= -\bigl((x-1)^2 - 1^2 - 2\bigr)\\[5pt]
&= -\bigl((x-1)^2 - 1^2 - 2\bigr)\\[5pt]
-
&= -(x-1)^2 + 3
+
&= -(x-1)^2 + 3 \textrm{.}
\end{align}</math>}}
\end{align}</math>}}
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[[Image:2_1_4_b.gif|center]]
[[Image:2_1_4_b.gif|center]]
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die Fläche die wir bestimmen sollen, ist im Bild schrafiert.
+
Die Fläche, die wir bestimmen sollen, ist im Bild schraffiert.
Diese Fläche bestimmen wir mit dem Integral
Diese Fläche bestimmen wir mit dem Integral
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{{Abgesetzte Formel||<math>\text{Fläche} = \int\limits_a^b \bigl(-x^2+2x+2\bigr)\,dx\,,</math>}}
{{Abgesetzte Formel||<math>\text{Fläche} = \int\limits_a^b \bigl(-x^2+2x+2\bigr)\,dx\,,</math>}}
-
Wo ''a'' und ''b'' die Schnittstellen von der Parabel und der ''x''-Achse sind, also die Wurzeln von
+
wobei ''a'' und ''b'' die Schnittstellen der Parabel und der ''x''-Achse sind, also die Wurzeln von
{{Abgesetzte Formel||<math>0=-x^{2}+2x+2</math>}}
{{Abgesetzte Formel||<math>0=-x^{2}+2x+2</math>}}
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oder, durch quadratische Ergänzung (siehe oben),
+
oder, durch quadratische Ergänzung (siehe oben)
-
{{Abgesetzte Formel||<math>0=-(x-1)^2+3</math>}}
+
{{Abgesetzte Formel||<math>0=-(x-1)^2+3 \textrm{,}</math>}}
also
also
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So erhalten wir die Stammfunktion
So erhalten wir die Stammfunktion
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{{Abgesetzte Formel||<math>\text{Fläche} = \Bigl[\ -\frac{(x-1)^3}{3} + 3x\ \Bigr]_{1-\sqrt{3}}^{1+\sqrt{3}}\,\textrm{.}</math>}}
+
{{Abgesetzte Formel||<math>\text{Fläche} = \Bigl[\ -\frac{(x-1)^3}{3} + 3x\ \Bigr]_{1-\sqrt{3}}^{1+\sqrt{3}}\,</math>.}}
-
und daher
+
Daraus folgt
{{Abgesetzte Formel||<math>\begin{align}
{{Abgesetzte Formel||<math>\begin{align}

Aktuelle Version

Durch quadratische Ergänzung erhalten wir

y=x2+2x+2=x22x2=(x1)2122=(x1)2+3.

Wir sehen, dass die Funktion eine Parabel mit dem Maximum y=3 bei x=1 ist.

Die Fläche, die wir bestimmen sollen, ist im Bild schraffiert.

Diese Fläche bestimmen wir mit dem Integral

Fläche=bax2+2x+2dx 

wobei a und b die Schnittstellen der Parabel und der x-Achse sind, also die Wurzeln von

0=x2+2x+2

oder, durch quadratische Ergänzung (siehe oben)

0=(x1)2+3,

also

(x1)2=3.

Die Gleichung hat also die Wurzeln x=13   , x=13  und x=1+3  .

Die Fläche ist also

Fläche=1+313x2+2x+2dx. 

Wir schreiben hier den Integranden in die quadratisch ergänzte Form.

Fläche=1+313(x1)2+3dx 

So erhalten wir die Stammfunktion

Fläche= 3(x1)3+3x 1+313 .

Daraus folgt

Fläche=3(1+31)3+3(1+3)3(131)3+3(13)=3(3)3+3+33+3(3)33+33=3333+33+3(3)(3)(3)+33=333+33333+33=3+333+33=(1+31+3)3=43.

Hinweis: Die Rechnungen werden umständlich, wenn wir mit dem Ausdruck

1+313x2+2x+2dx= 

rechnen.