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Forum "Trigonometrische Funktionen" - Partielle Integration
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Partielle Integration: Frage - Antwortbestätigung
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:39 Mo 18.04.2005
Autor: Schneemann

Hallo Leute,

ich bräuchte eure Hilfe bei der Integration (laut Vorgabe sollte die partielle Integrationsmethode zur Lösung führen) der folgenden Funktion:

[mm] \integral_{0}^{\bruch{\pi}{2}}{\sin^3 x dx} [/mm]

Ich habe bereits eine Lösung:

[mm] \bruch{1}{2}\cos {\bruch{\pi}{2}} (-3+\cos^2{\bruch{\pi}{2}}) [/mm]

allerdings befürchte ich ganz stark, dass sich während der 2-seitigen Rechnung ein bzw. mehrere Fehler eingeschlichen haben.
Gibt es für dieses (elementare) Integral schon irgendwo ein Formelsammlungeintrag, oder kennt irgendjemand die Lösung?

Der wolfram.com-Intagrator kapiert das Intargral irgendwie auch nicht richtig - womöglich bin ich auch nur zu blöd es richtig einzutippen.

MfG

Schneemann

Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.


        
Bezug
Partielle Integration: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:03 Mo 18.04.2005
Autor: Zwerglein

Hi, Marco,

>  
> [mm]\integral_{0}^{\bruch{\pi}{2}}{\sin^3 x dx}[/mm]
>
> Ich habe bereits eine Lösung:
>  
> [mm]\bruch{1}{2}\cos {\bruch{\pi}{2}} (-3+\cos^2{\bruch{\pi}{2}})[/mm]
>  

Da [mm] cos(\bruch{\pi}{2}) [/mm] = 0, ist damit Dein gesamtes Ergebnis=0.
Kann wohl nicht sein!

Nun: Bei mir kommt als Stammfunktion [mm] -cos^{3}(x)+\bruch{1}{3}*cos(x) [/mm] raus und damit für das bestimmte Integral: [mm] \bruch{2}{3} [/mm]


Verbesserung: Da ist mir doch die Hochzahl verrutscht:
Stammfunktion -cos(x) [mm] +\bruch{1}{3}*cos^{3}(x) [/mm]
(Ergebnis 2/3 aber natürlich trotzdem OK!)

Danke, MathePower!!!

Bezug
                
Bezug
Partielle Integration: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:39 Mo 18.04.2005
Autor: Schneemann

Hallo Zwerglein,

> Hi, Marco,
>  
> >  

> > [mm]\integral_{0}^{\bruch{\pi}{2}}{\sin^3 x dx}[/mm]
> >
> > Ich habe bereits eine Lösung:
>  >  
> > [mm]\bruch{1}{2}\cos {\bruch{\pi}{2}} (-3+\cos^2{\bruch{\pi}{2}})[/mm]
>  
> >  

> Da [mm]cos(\bruch{\pi}{2})[/mm] = 0, ist damit Dein gesamtes
> Ergebnis=0.
> Kann wohl nicht sein!

Da geb ich Dir recht. Irgendwo stimmt was nicht.

>  
> Nun: Bei mir kommt als Stammfunktion
> [mm]-cos^{3}(x)+\bruch{1}{3}*cos(x)[/mm] raus und damit für das
> bestimmte Integral: [mm]\bruch{2}{3}[/mm]  

Aber bei Dir komt doch auch null raus...oder wie kommst Du auf 2 drittel?

Gruß

Schneemann


Bezug
                        
Bezug
Partielle Integration: Grenzen einsetzen ...
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:17 Mo 18.04.2005
Autor: Loddar

Hallo Marco!


> > Nun: Bei mir kommt als Stammfunktion
> > [mm]-cos^{3}(x)+\bruch{1}{3}*cos(x)[/mm] raus und damit für das
> > bestimmte Integral: [mm]\bruch{2}{3}[/mm]  
>
> Aber bei Dir komt doch auch null raus...oder wie kommst Du
> auf 2 drittel?

Mal davon abgesehen, ich erhalte dasselbe Ergebnis wie weiter unten von MathePower angegeben:

$F(x) \ = \ [mm] \bruch{1}{3}*\cos^3(x) [/mm] - [mm] \cos(x) [/mm] \ + \ C$


Aber Du scheinst beim Einsetzen der Grenzen einen Fehler zu machen.
Zur Veranschaulichung bleiben wir mal bei Zwerglein's Stammfunktion.
Für die andere (= die richtige (?) ;-) ) Stammfunktion kannst Du das ja mal selber probieren ...

[mm] $\left[-\cos^3(x)+\bruch{1}{3}*\cos(x)\right]_0^{\pi/2}$ [/mm]

$= \ [mm] \left[-\cos^3\left(\bruch{\pi}{2}\right)+\bruch{1}{3}*\cos\left(\bruch{\pi}{2}\right)\right] [/mm] \ - \ [mm] \left[-\cos^3\left(0\right)+\bruch{1}{3}*\cos\left(0\right)\right]$ [/mm]

$= \ [mm] \left[-0^3+\bruch{1}{3}*0\right] [/mm] \ - \ [mm] \left[-1^3+\bruch{1}{3}*1\right]$ [/mm]

$= \ 0 \ - \ [mm] \left(-\bruch{2}{3}\right) [/mm] \ = \ [mm] \bruch{2}{3}$ [/mm]


[aufgemerkt] Bei trigonometrischen Funktionen (und z.B. auch bei Logarithmus- oder Exponentialfunktionen) ist der Funktionswert häufig $f(0) \ [mm] \not= [/mm] \ 0$ !!


Gruß
Loddar


Bezug
                                
Bezug
Partielle Integration: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:39 Mo 18.04.2005
Autor: Schneemann

Danke Loddar,

Du/Ihr habt natürlich recht; da war wahrscheinlich auch mein Fehler;ich hab die untere Integrationsgrenze (da 0) einfach nicht beachtet. Ich werd mich heute abend nochmals mit dem Integral beschäftigenund schauen ob ich euer Ergebnis bestätigen kann..

Danke nochmals

Ciao

Bezug
                
Bezug
Partielle Integration: Fehler
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 15:44 Mo 18.04.2005
Autor: MathePower

Hallo,

> Nun: Bei mir kommt als Stammfunktion
> [mm]-cos^{3}(x)+\bruch{1}{3}*cos(x)[/mm] raus und damit für das
> bestimmte Integral: [mm]\bruch{2}{3}[/mm]  

auch diese Stammfunktion kann nicht stimmen.

Meine Stammfunktion lautet:

[mm]\bruch{1}{3}\cos^{3}(x)-\cos(x)[/mm]

Gruß
MathePower

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