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Integration durch partialbruchzerlegung

ZahlReich - Mathematik Hausaufgabenhilfe » ---- Archiv: Klassen 12/13 » Integralrechnung » Partialbruchzerlegung » Integration durch partialbruchzerlegung « Zurück Vor »

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jojo
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Veröffentlicht am Dienstag, den 20. Februar, 2001 - 21:16:   Beitrag drucken

brauche dringend hilfe!!
wie kann ich
ò2 3 (4x^2-3x-4) / (x^3+x^2-2x)
durch partialbruchzerlegung lösen???

danke schon im voraus (gehts vielleicht noch heute abend/morgen früh?)

thx jojo
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Martin (Martin243)
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Veröffentlicht am Dienstag, den 20. Februar, 2001 - 23:06:   Beitrag drucken

Wir zerlegen diesen Bruch - indem wir zuerst den Nenner in Linearfaktoren zerlegen - wie folgt:

(4x2 - 3x - 4) / (x3 + x2 - 2x)
= (4x2 - 3x - 4) / [x(x - 1)(x + 2)]
= a/x + b/(x-1) + c(x+2)

Man addiert Brüche, indem man den Hauptnenner sucht...

= [a(x-1)(x+2) + bx(x+2) + cx(x-1)]/[x(x-1)(x+2)]
= [(ax2+ax-2a) + (bx2+2bx) + (cx2-cx)]/[x(x-1)(x+2)]

Dann sortiert man im Zähler die Potenzen von x:

= [(a+b+c)x2 + (a+2b-c)x + (-2a)]/[x(x-1)(x+2)]

... und erhält durch Koeffizientenvergleich mit dem ursprünglichen Zähler:

a+b+c = 4
a+2b-c = -3
-2a = -4

Lösung: a=2 ; b=-1 ; c=3

Das Integral erhält die Form (ohne Grenzen, also unbestimmt):

\int (2/x - 1/(x-1) + 3/(x+2)) dx
= 2ln Betrag(x) - ln Betrag(x-1) + 3ln Betrag(x+2) + c

Das ist die Stammfunktion. Jetzt nur noch die Grenzen einsetzen und fertich!!!

Die Lösung:
I = ln 1125 - ln 512 = ~0,7872
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Martin (Martin243)
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Veröffentlicht am Dienstag, den 20. Februar, 2001 - 23:07:   Beitrag drucken

Wir zerlegen diesen Bruch - indem wir zuerst den Nenner in Linearfaktoren zerlegen - wie folgt:

(4x2 - 3x - 4) / (x3 + x2 - 2x)
= (4x2 - 3x - 4) / [x(x - 1)(x + 2)]
= a/x + b/(x-1) + c(x+2)

Man addiert Brüche, indem man den Hauptnenner sucht...

= [a(x-1)(x+2) + bx(x+2) + cx(x-1)]/[x(x-1)(x+2)]
= [(ax2+ax-2a) + (bx2+2bx) + (cx2-cx)]/[x(x-1)(x+2)]

Dann sortiert man im Zähler die Potenzen von x:

= [(a+b+c)x2 + (a+2b-c)x + (-2a)]/[x(x-1)(x+2)]

... und erhält durch Koeffizientenvergleich mit dem ursprünglichen Zähler:

a+b+c = 4
a+2b-c = -3
-2a = -4

Lösung: a=2 ; b=-1 ; c=3

Das Integral erhält die Form (ohne Grenzen, also unbestimmt):

ò (2/x - 1/(x-1) + 3/(x+2)) dx
= 2ln Betrag(x) - ln Betrag(x-1) + 3ln Betrag(x+2) + c

Das ist die Stammfunktion. Jetzt nur noch die Grenzen einsetzen und fertich!!!

Die Lösung:
I = ln 1125 - ln 512 = ~0,7872
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Tanja (Fliessie)
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Veröffentlicht am Mittwoch, den 21. Februar, 2001 - 00:41:   Beitrag drucken

mann hast du Glück, dass ich diese Nacht anscheinend unter Schlafstörungen leide,
keine Garantie übrigens

1. Zerlegung des Nenners in Faktoren ergibt :
x^3+x^2-2x=x*(x+2)*(x-1)

(Ausklammern, pq-Formel)

somit:

a)(4x^2-3x-4)/[x*(x+2)*(x-1)= A/x + B/(x+2) + C/(x-1)

am Beispiel von B:
du mußt als erstes die gesamte Gleichung mit (x+2) multiplizieren dann kürzt sich (x+2) links von dem Gleichheitszeichen und bei B weg...wenn du jetzt die Lösung -2 für alle x-Werte einsetzt, verschwindet der Term bei A und C und du kannst B ausrechnen.Wenn du damit fertig bist gehst du zurück zur Gleichung a) und tust das gleiche mit A und C
es ergibt sich dann (wenn ich 1 und 1 noch zusammenzählen kann ) für:
A=2
B=-3
C=-1
somit :
Integral(4x^2-3x-4)/[x^3+x^2-2x] = 2*Integral(1/x) -3*Integral [1/(x+2)] -Integral [1/(x-1)]
= 2*ln (Bertag x)-3*ln[Betrag(x+2)] -ln [Betrag(x-1)
viel Spaß beim Einsetzen der Werte, gehe jetzt schlafen.

Grüße Fliessie
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Tanja (Fliessie)
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Veröffentlicht am Mittwoch, den 21. Februar, 2001 - 00:45:   Beitrag drucken

sehe, hab mich verrechnet, c=3
Grüße
Fliessie
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Tanja (Fliessie)
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Veröffentlicht am Mittwoch, den 21. Februar, 2001 - 00:50:   Beitrag drucken

sehe, hab mich verrechnet, B=3
Fliessie

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