Bestimmen Sie , für welchen Wert des Parameters a>O die von den Graphen der Funktion n f und g eingeschlossene Fläche den Inhalt A hat?

3 Antworten

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Schnittpunkte (= Integralgrenzen) bestimmen:

x² = -ax + 2a²

x1 = -2a

x2 = a

∫ (x² + ax - 2a²) dx = (1/3)x³ + (1/2)ax² - 2a²x + C

A = │(1/3)a³ + (1/2)a³ - 2a³ - ((1/3)(-2a)³ + (1/2)a(-2a)² - 2a²(-2a)│

A = │-(9/2)a³│

4,5 = (9/2)a³

a = 1

Dilara262 
Fragesteller
 20.03.2020, 22:11

Könntest du mir vielleicht in Wörtern erklären wie du darauf gekommen bist , wenn es ok ist. Also zuerst hast du ja die Stammfunktion gebildet und was ist dein nächster Schritt.

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gauss58  20.03.2020, 22:31
@Dilara262

x1 und x2 sind die Schnittpunkte der beiden Funktionen. Soweit warst Du ja gekommen. f(x) - g(x) = (x² + ax - 2a²) ist die Differenz der beiden Funktionen. Diese Differenz beschreibt innerhalb der Grenzen von x1 und x2 eine Fläche. Eine Skizze hierzu ist hilfreich.

Die Fläche A wird über das bestimmte Integral berechnet. Dazu werden die Grenzen a und -2a in die Stammfunktion von f(x) für x eingesetzt und die Differenz gebildet. Diesen Schritt habe ich ausführlich dargestellt. Die Zusammenfassung zu -(9/2)a³ habe ich ausgelassen, da es sich nur um Bruchrechnung handelt.

Da in diesem Beispiel die Fläche gegeben war, muss der Parameter a abhängig von der gegebenen Fläche A ermittelt werden. Das ist die Gleichung 4,5 = (9/2)a³.

Die Grenzen für das Integral sind also -2 und 1, da a = 1 ist.

Ich habe Betragsstriche gesetzt, weil Flächen positiv sind. Die Betragsstriche wären vermeidbar gewesen, wenn ich g(x) - f(x) gerechnet hätte.

Setzt man das Ergebnis in die Ausgangsfunktion ein, ergibt das

f(x) = x²

g(x) = -x + 2

Zur Kontrolle könnte man jetzt das Integral der Differenzfunktion in den Grenzen -2 und 1 berechnen. Da müsste 4,5 herauskommen.

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Dilara262 
Fragesteller
 21.03.2020, 15:44
@gauss58

danke für deine ausführliche Antwort. Ich hätte aber noch eine Frage bei einem anderen Beispiel: f(x)=ax^2 g(x)=x A=2/3 . Die Differenzfunktion wäre glaub ich ax^x aber wie Bilde in das integral davon wenn man a hat

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gauss58  21.03.2020, 16:24
@Dilara262

f(x) = ax²

g(x) = x

Differenzfunktion:

g(x) - f(x) = x - ax²

(der Graph von g(x) liegt im Bereich der Schnittpunkte oberhalb)

∫ (x - ax²) dx = (1/2)x² - (1/3)ax³ + C

Grenzen bestimmen:

ax² = x

ax² - x = 0

x(ax - 1) = 0

x1 = 0

ax - 1 = 0

x2 = 1/a

A = 2/3 = (1/2)(1/a)² - (1/3)a(1/a)³ - ((1/2)(0)² - (1/3)a(0)³)

A = 2/3 = (1/2) (1/a²) - (1/3)a(1/a³)

2/3 = (3/6)(1/a²) - (2/6)(1/a²)

2/3 = (1/6)(1/a²)

a² = 1/4 (a > 0)

a = 1/2

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Eine Lösung ist richtig, aber die andere Lösung ist falsch.

Woher ich das weiß:Hobby – Schüler.
Dilara262 
Fragesteller
 20.03.2020, 18:11

Könntest du vielleicht sagen welche falsch ist

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Applwind  20.03.2020, 18:13
@Dilara262

f(a)= a² und g(a)= -a²+2a² = a², aber f(2a) = 4a² und g(2a) = -2a²+2a² = 0

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Tipp bilde das Integral über f(x)-g(x) mit den Schnittpunkten als Grenzen und setze es in Betrag. Und x=2a ist falsch.