Analysis Beispiele

$\int \frac{3 t - 2}{t + 1} d t$

Schritt 1

Dividiere $3 t - 2$ durch $t + 1$ .

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Schritt 1.1

Stelle die zu dividierenden Polynome auf. Wenn es nicht für jeden Exponenten einen Term gibt, setze einen ein mit dem Wert $0$ .

$t$

$1$

$3 t$

$2$

Schritt 1.2

Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend $3 t$ durch den Term höchster Ordnung im Divisor $t$ .

					$3$
	$t$	+	$1$		$3 t$	-	$2$

Schritt 1.3

Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.

				$3$
$t$	+	$1$		$3 t$	-	$2$
			+	$3 t$	+	$3$

Schritt 1.4

Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in $3 t + 3$

				$3$
$t$	+	$1$		$3 t$	-	$2$
			-	$3 t$	-	$3$

Schritt 1.5

Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.

				$3$
$t$	+	$1$		$3 t$	-	$2$
			-	$3 t$	-	$3$
					-	$5$

Schritt 1.6

Die endgültige Lösung ist der Quotient plus dem Rest geteilt durch den Divisor.

$\int 3 - \frac{5}{t + 1} d t$

Schritt 2

Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.

$\int 3 d t + \int - \frac{5}{t + 1} d t$

Schritt 3

Wende die Konstantenregel an.

$3 t + C + \int - \frac{5}{t + 1} d t$

Schritt 4

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

$3 t + C - \int \frac{5}{t + 1} d t$

Schritt 5

Da $5$ konstant bezüglich $t$ ist, ziehe $5$ aus dem Integral.

$3 t + C - (5 \int \frac{1}{t + 1} d t)$

Schritt 6

Mutltipliziere $5$ mit $- 1$ .

$3 t + C - 5 \int \frac{1}{t + 1} d t$

Schritt 7

Sei $u = t + 1$ . Dann ist $d u = d t$ . Forme um unter Vewendung von $u$ und $d$ $u$ .

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Schritt 7.1

Es sei $u = t + 1$ . Ermittle $\frac{d u}{d t}$ .

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Schritt 7.1.1

Differenziere $t + 1$ .

$\frac{d}{d t} [t + 1]$

Schritt 7.1.2

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $t + 1$ nach $t$ $\frac{d}{d t} [t] + \frac{d}{d t} [1]$ .

$\frac{d}{d t} [t] + \frac{d}{d t} [1]$

Schritt 7.1.3

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d t} [t^{n}]$ gleich $n t^{n - 1}$ ist mit $n = 1$ .

$1 + \frac{d}{d t} [1]$

Schritt 7.1.4

Da $1$ konstant bezüglich $t$ ist, ist die Ableitung von $1$ bezüglich $t$ gleich $0$ .

$1 + 0$

Schritt 7.1.5

Addiere $1$ und $0$ .

$1$

Schritt 7.2

Schreibe die Aufgabe mithlfe von $u$ und $d u$ neu.

$3 t + C - 5 \int \frac{1}{u} d u$

Schritt 8

Das Integral von $\frac{1}{u}$ nach $u$ ist $\ln (| u |)$ .

$3 t + C - 5 (\ln (| u |) + C)$

Schritt 9

Vereinfache.

$3 t - 5 \ln (| u |) + C$

Schritt 10

Ersetze alle $u$ durch $t + 1$ .

$3 t - 5 \ln (| t + 1 |) + C$