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Forum "Integralrechnung" - Integral
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Integral: Tipp
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:14 Di 08.07.2008
Autor: AbraxasRishi

Aufgabe
[mm] \integral{\bruch{sin^4(x)}{cos^6(x)}} [/mm]


Hallo allerseits!

Ich hab die Integrale, von denen ich gar keine Ahnung hatte, wie man sie löst, bis jetzt vor mich hergeschoben und nun stehe ich vor einigen schwierigen Problemen. Könnte mir bitte jemand einige kleine Tipps geben?

Recht üppig sind meine Ansätze diesmal nicht:

[mm] \integral{\bruch{sin^4(x)}{cos^6(x)}}=\integral{\bruch{tan^4(x)}{cos^2(x)}} [/mm]

So umgeformt wäre [mm] \bruch{1}{cos^2(x)} [/mm] wohl leicht partiell zu integrieren, aber wenn ich [mm] tan^4(x) [/mm] differenziere wird alles wieder kompliziert.

Auch mit Substitution wird die Sache nicht gerade einfacher:

cos(x)=u
[mm] dx=-\bruch{du}{sin(x)} [/mm]

Denn es bleibt im Nenner ja immer noch [mm] sin^3(x) [/mm] stehen, oder soll ich das auch noch substituieren ?

Vieln Dank!  

Gruß

Angelika

        
Bezug
Integral: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:22 Di 08.07.2008
Autor: schachuzipus

Hallo Angelika,

> [mm]\integral{\bruch{sin^4(x)}{cos^6(x)}}[/mm]
>  
>
> Hallo allerseits!
>  
> Ich hab die Integrale, von denen ich gar keine Ahnung
> hatte, wie man sie löst, bis jetzt vor mich hergeschoben
> und nun stehe ich vor einigen schwierigen Problemen. Könnte
> mir bitte jemand einige kleine Tipps geben?
>  
> Recht üppig sind meine Ansätze diesmal nicht:
>  
> [mm]\integral{\bruch{sin^4(x)}{cos^6(x)}}=\integral{\bruch{tan^4(x)}{cos^2(x)}}[/mm]

Das ist genau die Umformung, mit der alles wunderbar klappt !

Denke mal scharf an die Ableitung vom Tangens, da gibt's doch 2 Darstellungen:

[mm] $\tan(z)'=\tan^2(z)+1=\frac{1}{\cos^2(z)}$ [/mm]

Also bietet sich die Substitution $u:=...$ an

du warst nur 1 cm entfernt ;-)

>  
> So umgeformt wäre [mm]\bruch{1}{cos^2(x)}[/mm] wohl leicht partiell
> zu integrieren, aber wenn ich [mm]tan^4(x)[/mm] differenziere wird
> alles wieder kompliziert.

Jo, nicht partiell, mit dem oben Gesagten fällt dir bestimmt ne schöne Substitution ein..

>  
> Auch mit Substitution wird die Sache nicht gerade
> einfacher:

doch, sehr sogar

>  
> cos(x)=u
>  [mm]dx=-\bruch{du}{sin(x)}[/mm]
>  
> Denn es bleibt im Nenner ja immer noch [mm]sin^3(x)[/mm] stehen,
> oder soll ich das auch noch substituieren ?

Nee, direkt substituieren, aber anders ...

>  
> Vieln Dank!  
>
> Gruß
>  
> Angelika

LG

schachuzipus


Bezug
                
Bezug
Integral: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:44 Di 08.07.2008
Autor: AbraxasRishi

Vielen Dank für deine Hilfe  schachuzipus!! [happy]

Nun ist mir alles klar, war wirklich nicht weit entfernt, und trotzdem hab ichs nicht gesehen....

u=tan(x)

[mm] u'=\bruch{du}{dx}=\bruch{1}{cos^2(x)} [/mm]

[mm] dx=cos^2(x)du [/mm]

Das kürzt sich so wunderbar....

[mm] \integral{u^4du} [/mm]

Stf. [mm] \bruch{u^5}{5} [/mm]

Ergebniss  [mm] \bruch{tan^5(x)}{5}+C [/mm]

Stimmt doch so, oder?

Grüße :-)

Angelika



Bezug
                        
Bezug
Integral: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:47 Di 08.07.2008
Autor: schachuzipus

Hallo nochmal,

> Vielen Dank für deine Hilfe  schachuzipus!! [happy]
>  
> Nun ist mir alles klar, war wirklich nicht weit entfernt,
> und trotzdem hab ichs nicht gesehen....
>  
> u=tan(x)
>  
> [mm]u'=\bruch{du}{dx}=\bruch{1}{cos^2(x)}[/mm]
>  
> [mm]dx=cos^2(x)du[/mm]
>  
> Das kürzt sich so wunderbar....

eben ;-)

>  
> [mm]\integral{u^4du}[/mm]
>  
> Stf. [mm]\bruch{u^5}{5}[/mm]
>  
> Ergebniss  [mm]\bruch{tan^5(x)}{5}+C[/mm] [daumenhoch]
>  
> Stimmt doch so, oder?

perfekt!

>  
> Grüße :-)
>  
> Angelika
>  
>  


LG

schachuzipus

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