Integral und Limes

wie rechne ich
Integral (2/((x²+1)*x)dx aus???

und letzte frage:
lim n->unendlich (Wurzel aus (n²+n)-Wurzel aus (n²-1))/2

danke!!!
katja

Hallo

Integral (2/((x²+1)*x)dx aus???

Also:

I(2/((x^2 + 1)*x))dx

1.Integral auflösen

I(2/(x^3 + x))dx

2.Integral aufteilen

I(2/x^3)dx + I(2/x)dx

3.Potenzen umschreiben ( obligatorisch ):

I(2*x^-3)dx + I(2*x^-1)dx

4.Inegrieren :smile:

Beim ersten Integral kommt man leicht auf die Lösung indem man es sich rückwärts denkt: x^-2 abgeleitet ergibt -2*x^-3. Wir haben 2*x^-3 gegeben. Was fehlt also noch? Klar! Die -1. Wir erweitern also geschickt mit 1 ( -1*-1 ):

I(-1*-1*2*x^-3)dx + … //das zweite Integral lassen wir erstmal ruhen

umschreiben:

-1*I(-2*x^-3)dx

aufleiten:

-[x^-2]

So den ersten Teil haben wir schon - fehlt noch das zweite Integral. Das ist aber leicht: x^-1 ergibt aufgeleitet ln(x) ( natürlicher Logarithmus). Man erhält also:

I(2*x^-1)dx = [2ln(x)]

Man erhält also:

-x^-2 + 2ln(x) + C

Für die Stammfunktionen. Da es ein unbestimmtes Integral ist mußt du die Konstante C addieren. Fertig!

lim n->unendlich (Wurzel aus (n²+n)-Wurzel aus (n²-1))/2

Weiß ich nicht so genau :smile:. Spontan würde ich sagen( sqrt kommt von square root und heißt Wurzel ): sqrt(n^2 + n) wächst schneller gegen unendlich als sqrt(n^2 - 1). Folglich gilt:

lim n->unendlich (sqrt(n^2 + n) - sqrt(n^2 - 1))/2 = unendlich

Korrigiert mich bitte wenn ich mich irre!

Florian

Florian

wie rechne ich Integral (2/((x²+1)*x)dx aus???

 2
----------- 
 (x^2+1) x
~
 1 
2 ----------- 
 (x^2+1) x
~
 1 + x^2 - x^2
2 --------------- 
 (x^2+1) x
~
 1 + x^2 x^2
2 ( ----------- - ----------- )
 (x^2+1) x (x^2+1) x
~
 1 x
2 ( --- - ------- )
 x x^2+1
~
 2 2 x
--- - -------
 x x^2+1

Stammfunktion davon ist leicht zu finden, weil der Zähler des zweiten Summanden gleich der Ableitung seines Nenners ist.

F = 2 ln(x) - ln (x^2+1)
~ 
= ln(x^2) - ln(x^2+1)
~
 x^2
= ln -------
 x^2+1

Gruß
Martin

I(2/(x^3 + x))dx

I(2/x^3)dx + I(2/x)dx

Aua!

Hi!

I(2/(x^3 + x))dx

I(2/x^3)dx + I(2/x)dx

Aua!

Stimmt :smile:. Sorry!

Florian

lim n->unendlich (Wurzel aus (n²+n)-Wurzel aus (n²-1))/2

x := Wurzel(n^2 + n) - Wurzel(n^2 - 1)

Für große n kannst Du das „-1“ in der zweiten Wurzel vernachlässigen (aber nicht das „n“ in der ersten).

Deshalb gilt:

x := Wurzel(n^2 + n) - Wurzel(n^2)

x := Wurzel(n^2 + n) - n

x + n = Wurzel(n^2 + n)

Quadrieren ergibt:

x^2 + 2 n x + n^2 = n^2 + n

n^2 hebt sich auf:

x^2 + 2 n x = n

n ist sehr groß. Man kann sich leicht klarmachen, daß die Gleichung nicht erfüllt werden kann, wenn man x ebenfalls sehr groß macht, weil die linke Seite dann „quadratisch groß“ wird, rechts aber nur was „linear Großes“ steht. Folgerung: x muß endlich groß sein. Wenn dies so ist, kannst Du aber x^2 gegenüber 2 n x vernachlässigen. Somit reduziert sich die Geichung auf

2 n x = n

woraus folgt

x = 1/2.

Endergebnis:

lim n->oo (Wurzel(n²+n) - Wurzel(n²-1))/2 = 1/4

Gruß
Martin