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Forum "Integration" - Integration Betrag
Integration Betrag < Integration < Funktionen < eindimensional < reell < Analysis < Hochschule < Mathe < Vorhilfe
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Integration Betrag: Tipp
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:42 Mo 29.03.2010
Autor: Hoffmann79

Aufgabe
Berechnen Sie [mm] \integral_{-2}^{3}{|x^{2}-2x-3| dx} [/mm]

Hallo allerseits,

komme mit dem Betrag nicht klar. Dachte daran das Integral in 2 Teilintegrale aufzuspalten. Habe hierfür mal die Nullstellen berechnet und die Funktion mal gezeichnet. Die Nullstellen sind -1 und 3. Von -1 bis 3 verläuft der Graph im negativen Bereich.

Der Betrag wird ja wie folgt definiert: [mm] |x^{2}-2x-3| [/mm] = [mm] \begin{cases} x^{2}-2x-3, & \mbox{für } x\ge -1 \mbox{ } \\ -(x^{2}-2x-3), & \mbox{für } x>-1 \mbox{ } \end{cases} [/mm] ,

d.h. das Integral müsste dann so aussehen: [mm] \integral_{-2}^{-1}{-x^{2}+2x+3 dx} [/mm] + [mm] \integral_{-1}^{3}{x^{2}-2x-3 dx} [/mm]

Weiß nicht so recht ob das so hinhaut. Könnte mal jemand darübersehen und mir einen Tipp geben.

MfG

        
Bezug
Integration Betrag: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:57 Mo 29.03.2010
Autor: MaRaQ


> Berechnen Sie [mm]\integral_{-2}^{3}{|x^{2}-2x-3| dx}[/mm]
>  Hallo
> allerseits,
>  
> komme mit dem Betrag nicht klar. Dachte daran das Integral
> in 2 Teilintegrale aufzuspalten. Habe hierfür mal die
> Nullstellen berechnet und die Funktion mal gezeichnet. Die
> Nullstellen sind -1 und 3. Von -1 bis 3 verläuft der Graph
> im negativen Bereich.

[ok]
Richtige Idee, richtiger Ansatz!

> Der Betrag wird ja wie folgt definiert: [mm]|x^{2}-2x-3|[/mm] =  [mm]\begin{cases} x^{2}-2x-3, & \mbox{für } x\ge -1 \mbox{ } \\ -(x^{2}-2x-3), & \mbox{für } x>-1 \mbox{ } \end{cases}[/mm]

Bis auf einen Tippfehler (hoffe ich ;-) ) stimmt das.  
In der oberen Zeile [mm] \le -1[/mm].

> d.h. das Integral müsste dann so aussehen:
> [mm]\integral_{-2}^{-1}{-x^{2}+2x+3 dx}[/mm] + [mm]\integral_{-1}^{3}{x^{2}-2x-3 dx}[/mm]

[notok]

Siehe Beitrag von Schachuzipus: Genau andersherum. Da haben wir uns beide vertan. ;-)

> Weiß nicht so recht ob das so hinhaut. Könnte mal jemand
> darübersehen und mir einen Tipp geben.
>  
> MfG

Bis auf den Dreher in den beiden Teil-Integrale richtig. Wenn du die korrigierst sollte der Rest kein großes Hindernis mehr darstellen. ;-)

Schöne Grüße,

Tobias

Bezug
                
Bezug
Integration Betrag: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:47 Mo 29.03.2010
Autor: Hoffmann79

Hallo MaRaQ,

natürlich, hatte das  [mm] \le [/mm] -1 vertauscht. Nach dem Einsetzen der Grenzen kam ich auf das Ergebnis von 13 FE, was der vorgegebenen Lösung entspricht.

Vielen Dank

Bezug
        
Bezug
Integration Betrag: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:29 Mo 29.03.2010
Autor: schachuzipus

Hallo Daniel,

> Berechnen Sie [mm]\integral_{-2}^{3}{|x^{2}-2x-3| dx}[/mm]
>  Hallo
> allerseits,
>  
> komme mit dem Betrag nicht klar. Dachte daran das Integral
> in 2 Teilintegrale aufzuspalten. Habe hierfür mal die
> Nullstellen berechnet und die Funktion mal gezeichnet. Die
> Nullstellen sind -1 und 3. Von -1 bis 3 verläuft der Graph
> im negativen Bereich.
>
> Der Betrag wird ja wie folgt definiert: [mm]|x^{2}-2x-3|[/mm] =
> [mm]\begin{cases} x^{2}-2x-3, & \mbox{für } x\ge -1 \mbox{ } \\ -(x^{2}-2x-3), & \mbox{für } x>-1 \mbox{ } \end{cases}[/mm]
> ,
>  
> d.h. das Integral müsste dann so aussehen:
> [mm]\integral_{-2}^{-1}{-x^{2}+2x+3 dx}[/mm] +  [mm]\integral_{-1}^{3}{x^{2}-2x-3 dx}[/mm] [notok]

Genau andersherum:

Es ist [mm] $g(x)=x^2-2x-3=(x+1)(x-3)\ge 0\gdw x\ge [/mm] 3 \ [mm] \text{oder} [/mm] \ [mm] x\le [/mm] -1$

und [mm] $g(x)<0\gdw [/mm] -1<x<3$

Also verläuft die Funktion ohne Betrag im Bereich zwischen -1 und 3 unterhalb der x-Achse und sonst oberhalb...

Also [mm] $\int\limits_{-2}^{3}{|x^2-2x-3| \ dx}=\int\limits_{-2}^{-1}{(x^2-2x-3) \ dx} [/mm] \ + \ [mm] \int\limits_{-1}^3{-(x^2-2x-3) \ dx}$ [/mm]

>  
> Weiß nicht so recht ob das so hinhaut. Könnte mal jemand
> darübersehen und mir einen Tipp geben.
>  
> MfG

Gruß

schachuzipus

Bezug
                
Bezug
Integration Betrag: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:34 Mo 29.03.2010
Autor: MaRaQ

Gutes Auge, Schachuzipus. Der Dreher bei der Betragsfunktion war mir ja auch aufgefallen, leider dennoch nicht, dass dann bei den Integralen falsch herum eingesetzt wurde. (Denkfehler)

Ich habe es sicherheitshalber auch mal in meinem Beitrag (bezugnehmend auf deinen) korrigiert. Will ja nichts falsches stehen lassen. ;-)

Schöne Grüße,

Tobias

Bezug
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