Wie Flächeninhalt von Exponentialfunktion berechnen?

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Hallo,

für x gegen minus unendlich geht f(x) gegen Null und nähert sich von unten der x-Achse an.

Da auch die Stammfunktion für x gegen minus unendlich gegen Null geht, ergibt das Integral für die untere Grenze Null.

Als obere Grenze setzt Du x=0 ein und erhältst als Ergebnis -2.

-2-0=-2.

Da hier der Absolutbetrag der Fläche interessiert, kommst Du auf 2 FE.

Der Flächeninhalt ist hier ein Grenzwert.

Ähnliches wird Dir in der Wahrscheinlichkeitsrechnung bei der Normalverteilung begegnen. Auch die Gaußsche Glockenkurve nähert sich der x-Achse nur an, ohne sie zu erreichen.

Dennoch kann man die Fläche unter der Glocke insgesamt auf einen festen Wert, nämlich auf 1, normieren.

Genauso ist es auch bei der unendlichen Summe 1+1/2+1/4+...+1/2^n

Obwohl Du hier unendlich viele Summanden hast und das Addieren endlos weitergeht, wirst Du niemals die Summe von 2 überschreiten.

Herzliche Grüße,

Willy

Willy1729  30.04.2018, 08:22

Vielen Dank für den Stern.

Willy

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rumar  31.05.2019, 20:57

"Da auch die Stammfunktion für x gegen minus unendlich gegen Null geht, ergibt das Integral für die untere Grenze Null."

"Die Stammfunktion" gibt es natürlich auch in diesem Fall nicht. Es gibt unendlich viele in Frage kommende Stammfunktionen.Trotzdem ist uns allen klar, was du vermutlich gemeint hast ...

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Integration durch "Partielle Integration" Integral (u*dv=u*v-Integral(v*du)

F(x)=e^(2*x)*((2*x-1)-1)+C

Nullstelle bei x=0 ist die obere Integrationsgrenze xo=0

untere Integrationsgrenze ist xu= unendlich klein z. bso. x=-100

A=obere Grenze minus untere Grenze

A=(e^(2*0)*(2*0-1-1)) -(e^(2*x)*(2*x-1-1))

A=1*(0-1-1)=-2

nun den Grenzwert bestimmen e^(2*x)*(2*x-1-1)=e^(2*x)*(2*x-2)

lim e^(2*x)=0 wenn x unendlich klein wird also 0*(2*x-2)=0

Also ist A=-2-0=-2 FE (Flächeneinheiten)

Das Minuszeichen, weil die Fläche A unter der x-Achse liegt.

Beispielrechnung: xo=0 und xu=-4 ergibt A=-1,99.. FE mit meinen Graphikrechner (GTR,Casio)

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert
RipKali 
Fragesteller
 25.04.2018, 19:07

Vielen Dank habe es jetzt verstanden... :)

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fjf100  25.04.2018, 19:11
@RipKali

Gern geschen!

Tipp: Denk immer daran e^x=0 wenn das x<0 unendlich klein wird.

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Du rechnest zuerst die Nullstellen aus, die im dritten Quadranten liegen bzw. zeichnest den Graph (ich empfehle dafür die App Math 42).

Dann integrierst du die Funktion einfach von dem Schnittpunkt bis zu x=0 (bis zur y-Achse).

Da die Funktion in diesem Intervall überall unter der x-Achse liegt bzw du nur den dritten Quadranten beobachtest, entspricht das Integral dem Flächeninhalt.

MfG

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Mathematik Studium, Uni Würzburg
RipKali 
Fragesteller
 25.04.2018, 18:40

Vielen Dank für die schnelle Antwort! :) Leider hat diese Funktion keine Nullstelle für x<0... Wie soll ich weiter vorgehen?

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UlrichNagel  25.04.2018, 18:50
@RipKali

Nullstellenprodukt! 4x-2=0 also x=1/2 aber auch wenn x neg. dann -4x =2 und x = -1/2!

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Integral ist erst mal klar? die obere Grenze ist x=0 und die untere die Nullstelle auf der -x-Achse, die du vorher bestimmen musst!

fjf100  25.04.2018, 19:09

f(x)=(4*x-2)*e^(2*x) Nullstelle bei 0=4*x-2 x=2/4=1/2

e^(2*x) kann nicht zu Null werden

mit x<0 also x unendlich klein mit Grenzwertbestimmung ist e^(2*x)=0

F(x)=e^(2*x)*((2*x-1)-1) +C

A=(e^(2*0)*(2*0-1-1)=1*(-2)

A=(-2) - (e^(2*x)*(2*x-1-1)

mit x<0 unendlich klein iergibt sich A=(-2)-(0*(2*x-2)=-2 -0=-2 FE

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Also So wie ich das sehe hat diese Funktion im dritten Quadranten keinen endlichen Flächeningalt, weswegen man ihn auch nicht bestimmen kann. Die Funktion startet ja bei der y-achse und geht dann gegen -unendlich.

melisus345  25.04.2018, 19:21

Tut mir Leid habe mich vertan es gibt doch eine Grenze die bei -2 liegt.

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