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Forum "Integralrechnung" - uneigentliche Integrale
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uneigentliche Integrale: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:34 Fr 16.12.2011
Autor: Vanne

Aufgabe
[mm] \integral_{0}^{-∞} e^0.5x\, [/mm] dx          (Begrenzung von 0 bis  - Unendlich),
Aufgabe: das uneigentliche Integral bestimmen!

Wie geht das?
Bemerkung: es muss heißen e^$0,5x$ .

Der erste Schritt ist ja, dass man die Stammfunktion bildet:
F(x)= 0,5e^$0,5x$

Dann setzte ich doch eine Variable z.B. M für Unendlich ein und rechne:
F(a)-F(b) ..... also setze die Begrenzungen für x ein:
0,5e^$0,5M$ - 0,5e^$0,5*0$ = 0,5e^$0,5*M$ - 0,5

Meine erste Frage: Stimmt das so überhaupt?
Und die zweite: Wie geht es dann weiter?

        
Bezug
uneigentliche Integrale: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:46 Fr 16.12.2011
Autor: schachuzipus

Hallo Vanne,


> [mm]\integral_{0}^{-∞} e^0.5x\,[/mm] dx          (Begrenzung von 0
> bis  - Unendlich),
>  Aufgabe: das uneigentliche Integral bestimmen!
>  Wie geht das?
> Bemerkung: es muss heißen e^[mm]0,5x[/mm] .

Ok, du musst die Exponenten (wenn sie länger als 1 Zeichen sind) in geschweifte Klammern setzen:

e^{0,5x}

ergibt das schön lesbare [mm]e^{0,5x}[/mm]

Für das unendlich-Zeichen schreibe \infty

>
> Der erste Schritt ist ja, dass man die Stammfunktion
> bildet:
>  F(x)= 0,5e^[mm]0,5x[/mm]

Ne, das stimmt nicht ganz, leite mal wieder ab ...

Es muss dann wieder [mm]e^{0,5x}[/mm] herauskommen.

Der Vorfaktor passt bei dir nicht ...

Passe den an.

Rein formal kannst du das Integral mit einer linearen Substitution lösen [mm]z=z(x)=0,5x[/mm]

>  
> Dann setzte ich doch eine Variable z.B. M für Unendlich
> ein und rechne:
>  F(a)-F(b) ..... also setze die Begrenzungen für x ein:
>  0,5e^[mm]0,5M[/mm] - 0,5e^[mm]0,5*0[/mm] = 0,5e^[mm]0,5*M[/mm] - 0,5
>  
> Meine erste Frage: Stimmt das so überhaupt?
>  Und die zweite: Wie geht es dann weiter?

Die Idee ist richtig, es stimmt auch bis auf die Sache mit dem Vorfaktor.

Am Ende musst du [mm]M\to\infty[/mm] gehen lassen.

Es ist [mm]\int\limits_{0}^{\infty}e^{0,5x} \ dx} \ = \ \lim\limits_{M\to\infty}\int\limits_{0}^{M}{e^{0,5x} \ dx}[/mm]

PS: Wenn es in der Aufgabe [mm] $-\infty$ [/mm] heißen soll (was mehr Sinn ergäbe, da das Integral in diesem Falle endlich ist), so musst du entsprechend $M<0$ wählen und [mm] $M\to -\infty$ [/mm] gehen lassen.

Achte dann wegen der "verdrehten" Grenzen auf das richtige Vorzeichen



Gruß

schachuzipus


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uneigentliche Integrale: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:10 Di 20.12.2011
Autor: Vanne

Am Ende steht dann ja bei mir:
[mm] \limes_{M\rightarrow\infty} (-e^{-0.5M} [/mm] + 1) = ?

Wie kann ich das nun berechnen?
Kann ich "lim" in den GTR eingeben?

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uneigentliche Integrale: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:17 Di 20.12.2011
Autor: kamaleonti

Hallo Vanne,
> Am Ende steht dann ja bei mir:
>  [mm]\limes_{M\rightarrow\infty} (-e^{-0.5M}[/mm] + 1) = ?

Die Stammfunktion stimmt immer noch nicht.

Welche Funktion ergibt abgeleitet [mm] e^{0,5x} [/mm] ?

>  
> Wie kann ich das nun berechnen?
> Kann ich "lim" in den GTR eingeben?

Soll das einne Art Taschenrechner sein?

Du weißt doch sicherlich, dass [mm] e^{-x}\to0, x\to\infty. [/mm]

Damit kannst Du den Grenzwert ohne Taschenrechner ermitteln.

LG


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uneigentliche Integrale: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:52 Di 20.12.2011
Autor: Vanne

Und wie ermittelt man einen Grenzwert?

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uneigentliche Integrale: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:28 Di 20.12.2011
Autor: Steffi21

Hallo, leider hast du bis jetzt nicht auf den fehlerhaften Vorfaktor reagiert, die Stammfunktion lautet

[mm] 2*e^{0,5x} [/mm]

setze jetzt deine Grenzen ein

[mm] \limes_{M\rightarrow\infty}2*e^{0,5M}-2 [/mm]

für die untere Grenze 0 bekommst du -2, für die Grenzwertbetrachtung vernachlässigbar

dein Exponent 0,5M geht gegen unendlich, was passiert somit mit der Potenz [mm] e^{0,5M} [/mm]

Steffi



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uneigentliche Integrale: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:12 Di 20.12.2011
Autor: Vanne

Ich hab keine Ahnung. :(
Die Potenz wird 0?

(Warum der Vorfaktor so lauten muss hab ich jetzt verstanden. Danke! :) )

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uneigentliche Integrale: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:26 Di 20.12.2011
Autor: Steffi21

Hallo

ich bin von  [mm] \int\limits_{0}^{\infty}e^{0,5x}dx [/mm] ausgegangen

ungewöhnlich bei dir ist, untere Grenze 0, obere Grenze [mm] -\infty, [/mm] das solltest du für uns genau klären

[mm] e^{0,5M} [/mm]

du setzt für M ein: 100, 1000, 10000 u.s.w.

der Exponet steigt immer weiter, also geht deine Potenz gegen unendlich,

Steffi

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uneigentliche Integrale: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:19 Di 20.12.2011
Autor: fred97

Ist wirklich das Integral [mm] $\int\limits_{0}^{\infty}e^{0,5x} [/mm] \ dx$ zu berechnen ?

Wenn ja, so kann man sich die ganze Rechnerei sparen:

Für x [mm] \ge [/mm] 0 ist [mm] e^{0,5x} \ge [/mm] 1 und somit

            [mm] $\int\limits_{0}^{M}e^{0,5x} [/mm] \ dx [mm] \ge\int\limits_{0}^{M}1 [/mm] \ dx =M $

für M>0.

Es folgt:  [mm] $\int\limits_{0}^{\infty}e^{0,5x} [/mm] \ dx = [mm] \infty$ [/mm]

FRED

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