Analysis Beispiele

Berechne das Integral Integral von -4 bis 4 über Quadratwurzel von 16-x^2 nach x
Schritt 1
Sei , mit . Dann ist . Beachte, dass wegen , positiv ist.
Schritt 2
Vereinfache Terme.
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Schritt 2.1
Vereinfache .
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Schritt 2.1.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 2.1.1.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 2.1.1.2
Potenziere mit .
Schritt 2.1.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.1.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.1.5
Wende den trigonometrischen Pythagoras an.
Schritt 2.1.6
Schreibe als um.
Schritt 2.1.7
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus unter der Annahme positiver reeller Zahlen.
Schritt 2.2
Vereinfache.
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Schritt 2.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.2
Potenziere mit .
Schritt 2.2.3
Potenziere mit .
Schritt 2.2.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.2.5
Addiere und .
Schritt 3
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 4
Benutze die Halbwinkelformel, um als neu zu schreiben.
Schritt 5
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 6
Vereinfache.
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Schritt 6.1
Kombiniere und .
Schritt 6.2
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
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Schritt 6.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
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Schritt 6.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.2.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.2.2.4
Dividiere durch .
Schritt 7
Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.
Schritt 8
Wende die Konstantenregel an.
Schritt 9
Sei . Dann ist , folglich . Forme um unter Verwendung von und .
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Schritt 9.1
Es sei . Ermittle .
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Schritt 9.1.1
Differenziere .
Schritt 9.1.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 9.1.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 9.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2
Setze die untere Grenze für in ein.
Schritt 9.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 9.3.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 9.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.3.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.4
Setze die obere Grenze für in ein.
Schritt 9.5
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 9.5.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.5.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.6
Die für und gefundenen Werte werden dazu verwendet, um das bestimmte Integral zu berechnen.
Schritt 9.7
Schreibe die Aufgabe mithilfe von , und den neuen Grenzen der Integration neu.
Schritt 10
Kombiniere und .
Schritt 11
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 12
Das Integral von nach ist .
Schritt 13
Kombiniere und .
Schritt 14
Substituiere und vereinfache.
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Schritt 14.1
Berechne bei und .
Schritt 14.2
Berechne bei und .
Schritt 14.3
Vereinfache.
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Schritt 14.3.1
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 14.3.2
Addiere und .
Schritt 14.3.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 14.3.3.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 14.3.3.2
Dividiere durch .
Schritt 15
Vereinfache.
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Schritt 15.1
Vereinfache den Zähler.
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Schritt 15.1.1
Wende den Referenzwinkel an, indem du den Winkel mit den entsprechenden trigonometrischen Werten im ersten Quadranten findest.
Schritt 15.1.2
Der genau Wert von ist .
Schritt 15.1.3
Wende den Referenzwinkel an, indem du den Winkel mit den entsprechenden trigonometrischen Werten im ersten Quadranten findest.
Schritt 15.1.4
Der genau Wert von ist .
Schritt 15.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.1.6
Addiere und .
Schritt 15.2
Dividiere durch .
Schritt 16
Addiere und .
Schritt 17
Das Ergebnis kann in mehreren Formen wiedergegeben werden.
Exakte Form:
Dezimalform:
Schritt 18