Willkommen zu unserem Kapitel über das Lösen von Problemen mit der Methode der Integration durch Substitution. Dieser Ansatz, der auch als Variablentausch bezeichnet wird, ist ein wichtiges Werkzeug in der Welt der Integralrechnung, mit dem du eine Vielfalt von Funktionen effizient bewältigen kannst.

Wir leiten dich durch gelöste Aufgaben, die dir zeigen, wie du eine geeignete Substitution auswählst, um komplexere Ausdrücke zu vereinfachen. Jedes Beispiel enthält eine schrittweise Beschreibung der angewandten Strategie, von der Auswahl der Substitution über die Anwendung der Kettenregel bis hin zur abschließenden Auswertung.

Die Methode der Integration durch Substitution ist für die Bewältigung anspruchsvoller Integrale unerlässlich, und ihre Beherrschung öffnet dir die Tür zur effizienten Lösung einer Vielzahl von mathematischen Problemen. Begleite uns auf dieser lehrreichen Reise, auf der wir die Eleganz und Nützlichkeit der Integration durch Substitution erforschen und auf der du die notwendigen Fähigkeiten entwickelst, um Integrationsprobleme selbstbewusst anzugehen.

1

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen das erhaltene Integral

4 Wir kehren wie folgt zur Ausgangsvariablen zurück:

Die Lösung in Bezug auf die Ausgangsvariable lautet also

2

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen das erhaltene Integral

4 Wir kehren wie folgt zur Ausgangsvariablen zurück:

Die Lösung in Bezug auf die Ausgangsvariable lautet also

3

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen das erhaltene Integral

Das Integral ist

4 Wir kehren wie folgt zur Ausgangsvariablen zurück:

Die Lösung in Bezug auf die Ausgangsvariable lautet also

4

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen das erhaltene Integral

4 Wir kehren wie folgt zur Ausgangsvariablen zurück:

Die Lösung in Bezug auf die Ausgangsvariable lautet also

5

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen das erhaltene Integral

4 Wir kehren wie folgt zur Ausgangsvariablen zurück:

Die Lösung in Bezug auf die Ausgangsvariable lautet also

6

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen das erhaltene Integral

4 Wir kehren wie folgt zur Ausgangsvariablen zurück:

Die Lösung in Bezug auf die Ausgangsvariable lautet also

7

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen das erhaltene Integral

Das Integral ist

4 Wir kehren wie folgt zur Ausgangsvariablen zurück:

Die Lösung in Bezug auf die Ausgangsvariable lautet also

8

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen mithilfe der trigonometrischen Identitäten

3 Wir lösen die erhaltenen Integrale

4 Wir kehren zur Ausgangsvariablen zurück. Hierfür bestimmen wir das der ursprünglichen Substitution

Wir berechnen für den Sinus und Kosinus von

Das Ergebnis wird also in der Variablen ausgedrückt als

9

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen das erhaltene Integral

4 Wir kehren wie folgt zur Ausgangsvariablen zurück:

Die Lösung in Bezug auf die Anfangsvariable lautet also

10

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen mithilfe der trigonometrischen Identitäten

3 Wir lösen die erhaltenen Integrale

4 Wir kehren wie folgt zur Anfangsvariablen zurück. Hierfür bestimmen wir das der ursprünglichen Substitution

Wir berechnen den Sinus und Kosinus von

Das Ergebnis wird also in der Variablen ausgedrückt als

11

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen die erhaltenen Integrale

4 Wir kehren zur Ausgangsvariablen zurück

12

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen die erhaltenen Integrale

4 Wir kehren zur Ausgangsvariablen zurück

13

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen die erhaltenen Integrale

4 Wir kehren zur Ausgangsvariablen zurück

14

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen die erhaltenen Integrale

4 Wir kehren zur Ausgangsvariablen zurück

15

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen die erhaltenen Integrale

4 Wir kehren zur Ausgangsvariablen zurück

16

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen das erhaltene Integral

4 Wir kehren zur Ausgangsvariablen zurück

17

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen das erhaltene Integral

4 Wir kehren zur Ausgangsvariablen zurück

18

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen das erhaltene Integral

4 Wir kehren wie folgt zur Ausgangsvariablen zurück:

19

Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir lösen das erhaltene Integral

4 Wir kehren wie folgt zur Ausgangsvariablen zurück:

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Lösung

1 Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

Wir führen die Substitution durch und berechnen das Differential

2 Wir setzen in das Integral ein und vereinfachen

3 Wir kehren wie folgt zur Ausgangsvariablen zurück:

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Katrin S.

Ich bin staatlich geprüfte Übersetzerin & Dolmetscherin mit den Arbeitssprachen Englisch, Spanisch, Deutsch. Meine Ausbildung habe ich am SDI München mit dem Fachgebiet Technik abvsolviert und übersetze hauptsächlich im technischen sowie mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereich. Bei Superprof darf ich die Mathe-Expert*innen unterstützen, indem ich ihre Artikel ins Deutsche übersetze.