Analysis Beispiele

$y = 8 x - x^{2}$ , $y = x$

Schritt 1

Löse durch Einsetzen (Substitution), um den Schnittpunkt von beiden Kurven zu ermitteln.

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Schritt 1.1

Eliminiere die beiden gleichen Seiten jeder Gleichung und vereine.

$8 x - x^{2} = x$

Schritt 1.2

Löse $8 x - x^{2} = x$ nach $x$ auf.

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Schritt 1.2.1

Bringe alle Terme, die $x$ enthalten, auf die linke Seite der Gleichung.

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Schritt 1.2.1.1

Subtrahiere $x$ von beiden Seiten der Gleichung.

$8 x - x^{2} - x = 0$

Schritt 1.2.1.2

Subtrahiere $x$ von $8 x$ .

$- x^{2} + 7 x = 0$

Schritt 1.2.2

Faktorisiere $- x$ aus $- x^{2} + 7 x$ heraus.

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Schritt 1.2.2.1

Faktorisiere $- x$ aus $- x^{2}$ heraus.

$- x \cdot x + 7 x = 0$

Schritt 1.2.2.2

Faktorisiere $- x$ aus $7 x$ heraus.

$- x \cdot x - x \cdot - 7 = 0$

Schritt 1.2.2.3

Faktorisiere $- x$ aus $- x (x) - x (- 7)$ heraus.

$- x (x - 7) = 0$

Schritt 1.2.3

Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich $0$ ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich $0$ .

$x = 0$

$x - 7 = 0 + y = x$

Schritt 1.2.4

Setze $x$ gleich $0$ .

$x = 0$

Schritt 1.2.5

Setze $x - 7$ gleich $0$ und löse nach $x$ auf.

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Schritt 1.2.5.1

Setze $x - 7$ gleich $0$ .

$x - 7 = 0$

Schritt 1.2.5.2

Addiere $7$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$x = 7$

Schritt 1.2.6

Die endgültige Lösung sind alle Werte, die $- x (x - 7) = 0$ wahr machen.

$x = 0, 7$

Schritt 1.3

Berechne $y$ bei $x = 0$ .

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Schritt 1.3.1

Ersetze $x$ durch $0$ .

$y = 0$

Schritt 1.3.2

Entferne die Klammern.

$y = 0$

Schritt 1.4

Berechne $y$ bei $x = 7$ .

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Schritt 1.4.1

Ersetze $x$ durch $7$ .

$y = 7$

Schritt 1.4.2

Entferne die Klammern.

$y = 7$

Schritt 1.5

Die Lösung des Systems ist der vollständige Satz geordneter Paare, die gültige Lösungen sind.

$(0, 0)$

$(7, 7)$

$(0, 0)$

$(7, 7)$

Schritt 2

Stelle $8 x$ und $- x^{2}$ um.

$y = - x^{2} + 8 x$

Schritt 3

Die Fläche des Bereichs zwischen den Kurven ist definiert als das Integral der oberen Kurve minus dem Integral der unteren Kurve in jedem Abschnitt. Die Abschnitte werden durch die Schnittpunkte der Kurven bestimmt. Dies kann algebraisch oder graphisch erfolgen.

$A r e a = \int_{0}^{7} - x^{2} + 8 x d x - \int_{0}^{7} x d x$

Schritt 4

Integriere, um die Fläche zwischen $0$ und $7$ zu ermitteln.

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Schritt 4.1

Kombiniere die Integrale zu einem einzigen Integral.

$\int_{0}^{7} - x^{2} + 8 x - (x) d x$

Schritt 4.2

Subtrahiere $x$ von $8 x$ .

$\int_{0}^{7} - x^{2} + 7 x d x$

Schritt 4.3

Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.

$\int_{0}^{7} - x^{2} d x + \int_{0}^{7} 7 x d x$

Schritt 4.4

Da $- 1$ konstant bezüglich $x$ ist, ziehe $- 1$ aus dem Integral.

$- \int_{0}^{7} x^{2} d x + \int_{0}^{7} 7 x d x$

Schritt 4.5

Gemäß der Potenzregel ist das Integral von $x^{2}$ nach $x$ gleich $\frac{1}{3} x^{3}$ .

$- (\frac{1}{3} x^{3}]_{0}^{7}) + \int_{0}^{7} 7 x d x$

Schritt 4.6

Kombiniere $\frac{1}{3}$ und $x^{3}$ .

$- (\frac{x^{3}}{3}]_{0}^{7}) + \int_{0}^{7} 7 x d x$

Schritt 4.7

Da $7$ konstant bezüglich $x$ ist, ziehe $7$ aus dem Integral.

$- (\frac{x^{3}}{3}]_{0}^{7}) + 7 \int_{0}^{7} x d x$

Schritt 4.8

Gemäß der Potenzregel ist das Integral von $x$ nach $x$ gleich $\frac{1}{2} x^{2}$ .

$- (\frac{x^{3}}{3}]_{0}^{7}) + 7 (\frac{1}{2} x^{2}]_{0}^{7})$

Schritt 4.9

Vereinfache die Lösung.

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Schritt 4.9.1

Kombiniere $\frac{1}{2}$ und $x^{2}$ .

$- (\frac{x^{3}}{3}]_{0}^{7}) + 7 (\frac{x^{2}}{2}]_{0}^{7})$

Schritt 4.9.2

Substituiere und vereinfache.

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Schritt 4.9.2.1

Berechne $\frac{x^{3}}{3}$ bei $7$ und $0$ .

$- ((\frac{7^{3}}{3}) - \frac{0^{3}}{3}) + 7 (\frac{x^{2}}{2}]_{0}^{7})$

Schritt 4.9.2.2

Berechne $\frac{x^{2}}{2}$ bei $7$ und $0$ .

$- (\frac{7^{3}}{3} - \frac{0^{3}}{3}) + 7 (\frac{7^{2}}{2} - \frac{0^{2}}{2})$

Schritt 4.9.2.3

Vereinfache.

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Schritt 4.9.2.3.1

Potenziere $7$ mit $3$ .

$- (\frac{343}{3} - \frac{0^{3}}{3}) + 7 (\frac{7^{2}}{2} - \frac{0^{2}}{2})$

Schritt 4.9.2.3.2

$0$ zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt $0$ .

$- (\frac{343}{3} - \frac{0}{3}) + 7 (\frac{7^{2}}{2} - \frac{0^{2}}{2})$

Schritt 4.9.2.3.3

Kürze den gemeinsamen Teiler von $0$ und $3$ .

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Schritt 4.9.2.3.3.1

Faktorisiere $3$ aus $0$ heraus.

$- (\frac{343}{3} - \frac{3 (0)}{3}) + 7 (\frac{7^{2}}{2} - \frac{0^{2}}{2})$

Schritt 4.9.2.3.3.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 4.9.2.3.3.2.1

Faktorisiere $3$ aus $3$ heraus.

$- (\frac{343}{3} - \frac{3 \cdot 0}{3 \cdot 1}) + 7 (\frac{7^{2}}{2} - \frac{0^{2}}{2})$

Schritt 4.9.2.3.3.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$- (\frac{343}{3} - \frac{3 \cdot 0}{3 \cdot 1}) + 7 (\frac{7^{2}}{2} - \frac{0^{2}}{2})$

Schritt 4.9.2.3.3.2.3

Forme den Ausdruck um.

$- (\frac{343}{3} - \frac{0}{1}) + 7 (\frac{7^{2}}{2} - \frac{0^{2}}{2})$

Schritt 4.9.2.3.3.2.4

Dividiere $0$ durch $1$ .

$- (\frac{343}{3} - 0) + 7 (\frac{7^{2}}{2} - \frac{0^{2}}{2})$

Schritt 4.9.2.3.4

Mutltipliziere $- 1$ mit $0$ .

$- (\frac{343}{3} + 0) + 7 (\frac{7^{2}}{2} - \frac{0^{2}}{2})$

Schritt 4.9.2.3.5

Addiere $\frac{343}{3}$ und $0$ .

$- \frac{343}{3} + 7 (\frac{7^{2}}{2} - \frac{0^{2}}{2})$

Schritt 4.9.2.3.6

Potenziere $7$ mit $2$ .

$- \frac{343}{3} + 7 (\frac{49}{2} - \frac{0^{2}}{2})$

Schritt 4.9.2.3.7

$0$ zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt $0$ .

$- \frac{343}{3} + 7 (\frac{49}{2} - \frac{0}{2})$

Schritt 4.9.2.3.8

Kürze den gemeinsamen Teiler von $0$ und $2$ .

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Schritt 4.9.2.3.8.1

Faktorisiere $2$ aus $0$ heraus.

$- \frac{343}{3} + 7 (\frac{49}{2} - \frac{2 (0)}{2})$

Schritt 4.9.2.3.8.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 4.9.2.3.8.2.1

Faktorisiere $2$ aus $2$ heraus.

$- \frac{343}{3} + 7 (\frac{49}{2} - \frac{2 \cdot 0}{2 \cdot 1})$

Schritt 4.9.2.3.8.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$- \frac{343}{3} + 7 (\frac{49}{2} - \frac{2 \cdot 0}{2 \cdot 1})$

Schritt 4.9.2.3.8.2.3

Forme den Ausdruck um.

$- \frac{343}{3} + 7 (\frac{49}{2} - \frac{0}{1})$

Schritt 4.9.2.3.8.2.4

Dividiere $0$ durch $1$ .

$- \frac{343}{3} + 7 (\frac{49}{2} - 0)$

Schritt 4.9.2.3.9

Mutltipliziere $- 1$ mit $0$ .

$- \frac{343}{3} + 7 (\frac{49}{2} + 0)$

Schritt 4.9.2.3.10

Addiere $\frac{49}{2}$ und $0$ .

$- \frac{343}{3} + 7 (\frac{49}{2})$

Schritt 4.9.2.3.11

Kombiniere $7$ und $\frac{49}{2}$ .

$- \frac{343}{3} + \frac{7 \cdot 49}{2}$

Schritt 4.9.2.3.12

Mutltipliziere $7$ mit $49$ .

$- \frac{343}{3} + \frac{343}{2}$

Schritt 4.9.2.3.13

Um $- \frac{343}{3}$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{2}{2}$ .

$- \frac{343}{3} \cdot \frac{2}{2} + \frac{343}{2}$

Schritt 4.9.2.3.14

Um $\frac{343}{2}$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{3}{3}$ .

$- \frac{343}{3} \cdot \frac{2}{2} + \frac{343}{2} \cdot \frac{3}{3}$

Schritt 4.9.2.3.15

Schreibe jeden Ausdruck mit einem gemeinsamen Nenner von $6$ , indem du jeden mit einem entsprechenden Faktor von $1$ multiplizierst.

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Schritt 4.9.2.3.15.1

Mutltipliziere $\frac{343}{3}$ mit $\frac{2}{2}$ .

$- \frac{343 \cdot 2}{3 \cdot 2} + \frac{343}{2} \cdot \frac{3}{3}$

Schritt 4.9.2.3.15.2

Mutltipliziere $3$ mit $2$ .

$- \frac{343 \cdot 2}{6} + \frac{343}{2} \cdot \frac{3}{3}$

Schritt 4.9.2.3.15.3

Mutltipliziere $\frac{343}{2}$ mit $\frac{3}{3}$ .

$- \frac{343 \cdot 2}{6} + \frac{343 \cdot 3}{2 \cdot 3}$

Schritt 4.9.2.3.15.4

Mutltipliziere $2$ mit $3$ .

$- \frac{343 \cdot 2}{6} + \frac{343 \cdot 3}{6}$

Schritt 4.9.2.3.16

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$\frac{- 343 \cdot 2 + 343 \cdot 3}{6}$

Schritt 4.9.2.3.17

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 4.9.2.3.17.1

Mutltipliziere $- 343$ mit $2$ .

$\frac{- 686 + 343 \cdot 3}{6}$

Schritt 4.9.2.3.17.2

Mutltipliziere $343$ mit $3$ .

$\frac{- 686 + 1029}{6}$

Schritt 4.9.2.3.17.3

Addiere $- 686$ und $1029$ .

$\frac{343}{6}$

Schritt 5