Partielle Integration Aufgaben: Referenz Messmittel Kreuzworträtsel

In der Praxis lohnt sich die Anwendung dieser Formel, wenn das Integral einfacher zu berechnen ist als das Ausgangsintegral. Insbesondere muss hierfür eine Stammfunktion von bekannt sein. Betrachten wir zum Einstieg das unbestimmte Integral. Eine Stammfunktion von ist nicht direkt erkennbar. Wählen wir jedoch und in der obigen Formel, so erhalten wir mit und: Damit haben wir, ohne allzu großen Aufwand, eine Stammfunktion von berechnet. Der entscheidende Punkt war, dass wir das "neue" Integral im Gegensatz zum ursprünglichen Integral bestimmen konnten. Satz und Beweis [ Bearbeiten] Satz (Partielle Integration) Sei ein Intervall und zwei stetig differenzierbare Funktionen. Dann gilt für das bestimmte Integral: Für das unbestimmte Integral lautet die Formel: Beweis (Partielle Integration) Mit der Produktregel und dem Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung (HDI) gilt Durch Subtraktion von auf beiden Seiten erhalten wir die gewünschte Formel. Auf analoge Weise kann die Formel für das unbestimmte Integral hergeleitet werden.

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Bei der partiellen Integration handelt es sich um eine weitere wichtige Methode zur Berechnung von bestimmten bzw. unbestimmten Integralen. Bei dieser Regel wird mit Hilfe des Hauptsatzes der Differential- und Integralrechnung aus der Produktregel eine Formel für Integrale hergeleitet. Dabei wird das ursprüngliche Integral in ein anderes Integrationsproblem überführt, das idealerweise leichter zu lösen ist. Herleitung [ Bearbeiten] Die Formel für die partielle Integration kann aus der Produktregel für Ableitungen hergeleitet werden. Diese lautet für zwei Funktionen und: Nehmen wir an, dass die Ableitungen und stetig sind, so dass wir die rechte Seite integrieren können. Wenn wir nun auf beiden Seiten das (unbestimmte) Integral bilden, erhalten wir: Damit haben wir folgende Formel für das unbestimmte Integral gefunden: Für das bestimmte Integral kann analog eine Formel gefunden werden. Diese lautet: Wir haben so eine Formel gefunden, mit der man das Integrationsproblem in ein anderes überführen kann.

Jede Methode zur Integration einer Funktion hat eine korrespondierende Regel zur Ableitung. Bei der partiellen Integration ist dies die Produktregel. Wie der Name schon sagt, wird partielle Integration verwendet, um eine Funktion zu integrieren, die aus zwei (oder mehreren) Faktoren besteht. Daher wird partielle Integration auch Produktintegration genannt. Definition Bei der partiellen Integration muss man selbst entscheiden, welcher Faktor f ( x) und welcher g ( x) sein soll. Da bei der partiellen Integration f ( x) abgeleitet wird und g ( x) integriert wird, sollte man sich für den Faktor entscheiden der einfacher abzuleiten bzw. zu integrieren ist. Bei der partiellen Integration wird die zu ursprüngliche Funktion so umgeschrieben, dass die neue Funktion einfacher zu integrieren ist. Wahl von f(x) und g'(x) Entscheidend bei partieller Integration ist die Wahl von f ( x) und g '( x). Eine falsche Wahl kann unter Umständen dazu führen, dass das Integral noch komplizierter wird. Sollte dies der Fall sein, ist es sehr wahrscheinlich, dass man f ( x) und g '( x) tauschen sollte.

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