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Analysis 2 | Grundlagen der Funktionsanalyse: Stammfunktion, Integral und wie man damit rechnet | A.14

Die Stammfunktion einer Funktion braucht man, um diverse Flächen zu berechnen. Bei anwendungsbezogenen Aufgaben ist Stammfunktion meist eine Gesamtmenge (z.B. wenn f(x) die Anzahl von Würstchen beschreibt, die eine Imbissbude verkauft, ist die Stammfunktion die Gesamtanzahl aller Würstchen vom Zeitpunkt A bis zum Zeitpunkt B). Fast jeder Funktionstyp hat andere Regeln zur Bildung der Stammfunktion, d.h. man muss die verschiedenen Regeln für Polynome, Exponentialfunktionen, sin- und cos-Funktionen kennen. Bemerkung: “Stammfunktion bilden” ist mehr oder weniger das Gleiche wie “integrieren” oder “Integral bilden”.


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Analysis 2 | Grundlagen der Funktionsanalyse: Polynom bzw. ganzrationale Funktion integrieren; Polynom-Integral bilden, Beispiel 4 | A.14.01

Wie lässt sich ein Polynom ableiten: Polynome (ganzrationale Funktion oder auch Parabeln höherer Ordnung) integriert man (man sagt auch aufleiten) nach einer einfachen Formel. Die Hochzahl wird um eins erhöht, die neue Hochzahl kommt runter in den Nenner(!) und wird mit den eventuell vorhandenen Vorzahlen verrechnet.


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Polynom bzw. ganzrationale Funktion integrieren; Polynom-Integral bilden, Beispiel 6 | A.14.01

Wie lässt sich ein Polynom ableiten: Polynome (ganzrationale Funktion oder auch Parabeln höherer Ordnung) integriert man (man sagt auch aufleiten) nach einer einfachen Formel. Die Hochzahl wird um eins erhöht, die neue Hochzahl kommt runter in den Nenner(!) und wird mit den eventuell vorhandenen Vorzahlen verrechnet.


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Wurzel integrieren; Brüche integrieren, Beispiel 4 | A.14.02

Viele Wurzeln und Brüche kann man so umschreiben, so dass die Ableitung wesentlich einfacher wird. Brüche: Wenn oben im Zähler kein “x” steht, sondern nur Zahlen und unten im Nenner weder “+” noch “-”, kann man “x” von unten aus dem Nenner hoch in den Zähler bringen, indem man das Vorzeichen der Hochzahl wechselt. Wurzeln: man schreibt die Wurzel um, und zwar in Klammer hoch 0,5. Dritte Wurzeln werden zu “x” hoch “ein Drittel”,...


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Flächenberechnung und Flächeninhalt berechnen über Integrale | A.18

Will man den Flächeninhalt berechnen, z.B. bei der Flächenberechnung von Schaubildern, dann kommen Integrale ins Spiel. Die Integralberechnung zählt zu den wichtigen Themen der Mathematik. Das Integral ist ein Oberbegriff für das unbestimmte und das bestimmte Integral. Die Berechnung von Integralen heißt Integration.


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Analysis 2 | Grundlagen der Funktionsanalyse: Fläche berechnen zwischen Funktion und x-Sachse, Beispiel 3 | A.18.02

Berechnet man den Flächeninhalt zwischen einer Funktion und der x-Achse, integriert man diese Funktion und setzt die Integralgrenzen in die Stammfunktion ein. Die Integralgrenzen sind entweder die Nullstellen oder sie sind in der Aufgabenstellung gegeben.


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Analysis 2 | Grundlagen der Funktionsanalyse: Fläche berechnen zwischen Funktion und x-Sachse, Beispiel 5 | A.18.02

Berechnet man den Flächeninhalt zwischen einer Funktion und der x-Achse, integriert man diese Funktion und setzt die Integralgrenzen in die Stammfunktion ein. Die Integralgrenzen sind entweder die Nullstellen oder sie sind in der Aufgabenstellung gegeben.


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Analysis 2 | Grundlagen der Funktionsanalyse: Fläche zwischen zwei Funktionen berechnen; eingeschlossene Fläche, Beispiel 3 | A.18.03

Braucht man die Fläche zwischen zwei Funktionen, berechnet man das Integral von der Differenz beider Funktionen. (Man zieht die Funktionen also voneinander ab und leitet das Ergebnis auf). Die Integralgrenzen sind entweder die Schnittpunkte der Funktionen oder sie sind in der Aufgabenstellung gegeben. Zum Schluss setzt man beide Grenzen in die “Aufleitung” ein und zieht die Ergebnisse von einander ab.


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Analysis 2 | Grundlagen der Funktionsanalyse: Fläche zwischen drei Funktionen berechnen / eingeschlossene Fläche, Beispiel 3 | A.18.04

Wenn man eine Fläche zwischen drei Funktionen berechnen soll, geht das nicht direkt. Man muss die Fläche aufteilen, so dass sich sowohl unterhalb als auch oberhalb der Fläche nur je EINE Funktion befindet. Meist befindet sich zwischen den linker und rechter Grenze der eingeschlossenen Flächen irgendein Schnittpunkt von zwei Funktionen. An diesem Schnittpunkt teilt man die Fläche auf. (Meistens.)


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Analysis 2 | Grundlagen der Funktionsanalyse: Uneigentliche Integrale berechnen, Beispiel 1 | A.18.05

Eine uneigentliches Integral ist einfach nur ein Integral einer Fläche, die unendlich lang und dünn ist. Eine der Grenzen ist daher meistens auch “unendlich”. Zur Schreibweise: Normalweise darf man “unendlich” nicht als Integralgrenze hinschreiben. Also schreibt man “u” (oder irgendeinen anderen Buchstaben) hin, lässt zum Schluss “u” gegen unendlich laufen und schaut, was denn nun als Ergebnis rauskommt (also eine normale Zahl oder etwa doch Unendlich)?


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