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Forum "Integralrechnung" - Integrale zur Flächenberechnun
Integrale zur Flächenberechnun < Integralrechnung < Analysis < Oberstufe < Schule < Mathe < Vorhilfe
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Integrale zur Flächenberechnun: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:40 Fr 08.12.2006
Autor: Ochi

Ich habe bei folgender Aufgabe offensichtlich einen Denkfehler und komme nicht weiter. Hier die Aufgabe:

Aufgabe 1

Skizzieren Sie das Schaubild der Funktion fk für k=2 und k=-2
Bestimmen Sie k so, dass das Schaubild der Funktion fk mit der x-Achse eine Fläche vom Flächeninhalt A einschließt. Für welches k ist die Aufgabenstellung sinnvoll?
a) fk(x)=-(1/4)x²+k; A=64/3
b) fk(x)=x³+(2/k)x²+(1/k²)x; A=3

Aufgabe 2
Für k>0 ist die Funktion fk gegeben durch fk(x)=k(-x³+3x+4) Bestimmen Sie k so, dass das Schaubild von fk mit der Tangente im Hochpunkt eine Fläche mit dem Flächeninhalt 45 einschließt.

Ich hoffe, es ist einigermaßen leserlich :-)
Da ich bald eine Mathearbeit darüber schreiben darf, wäre ich um eine baldig sehr dankbar :-)
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
Vielen Dank Euch!


        
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Integrale zur Flächenberechnun: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 11:55 Fr 08.12.2006
Autor: Cyberleon

Es wäre schön, wenn du - damit wir deinen Denkfehler überprüfen können -  deinen kompletten Lösungsweg aufschreiben würdest!

Als Hilfe moechte ich dir folgenden Plotter empfehlen:

http://www.walterzorn.de/grapher/grapher.htm

Dort gibst du deine Funktion bei f(x) ein (erstmal ohne k).


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Integrale zur Flächenberechnun: Frage (reagiert)
Status: (Frage) reagiert/warte auf Reaktion Status 
Datum: 12:10 Fr 08.12.2006
Autor: Ochi

hrm, ich erledige die sache hier nur für meine frau, ich habe mit dem mathe-zeug nix am hut, bin nur grafiker ;-)

also, christiane meint, dass es ihr super helfen würde, wenn sie den lösungsansatz zu den obigen aufgaben bekommen könnte. dannn würde sie das wohl verstehen.

eine überlegung ihrerseits war, ob es wohl funktionieren könnte, wenn sie die funktion fk(x) integrieren und dann mit der fläche gleichsetzen würde.



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Integrale zur Flächenberechnun: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:09 Fr 08.12.2006
Autor: Cyberleon

Dann kannst du ihr beruhigt sagen, dass sie auf dem richtigen Weg ist ;)

das Ganze Teil sieht folgendermassen aus:

[mm] \integral_{-g(k)}^{g(k)} [/mm] -1/4*x² + k dx = 64 / 3

Die Problematik besteht nun darin, rauszufinden, wie g(k) aussieht.
Wenn man auf der seite, die ich angegeben hab, mal ein paar Werte für k eingibt (z. B. 1, 2, 3, 4, 5 ):

-1/4*x*x+1;
-1/4*x*x+2;
-1/4*x*x+3;
-1/4*x*x+4

Dann kann man die Abhängigkeit der Funktion g(k) von der Konstanten k an der x-Achse ablesen (d.h. da wo sich die Funktion und die x-Achse für den jeweiligen Wert von k schneiden): g(k) = 2 * [mm] \wurzel{k} [/mm]
Das Ganze heisst also

[mm] \integral_{-2 * \wurzel{k}}^{2 * \wurzel{k}} [/mm] -1/4*x² + k dx = 64 / 3

Dieses Integral muss nun nurnoch bestimmt werden und nach k aufgelöst werden :)

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Integrale zur Flächenberechnun: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:48 Sa 09.12.2006
Autor: Ochi

Super, sei herzlichst bedankt! :-)
Hm, meinst Du, Du könntest Aufgabe 2 auch noch hinbekommen?
:-)
Dank Euch und einen schönen Abend weiterhin.
Ochi

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Integrale zur Flächenberechnun: Hinweise
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:53 Sa 09.12.2006
Autor: informix

Hallo Ochi,

> Super, sei herzlichst bedankt! :-)
>  Hm, meinst Du, Du könntest Aufgabe 2 auch noch
> hinbekommen?
>  :-)
>  Dank Euch und einen schönen Abend weiterhin.
>  Ochi

Aufgabe
Aufgabe 2
Für k>0 ist die Funktion fk gegeben durch [mm] f_k(x)=k(-x^3+3x+4) [/mm] Bestimmen Sie k so, dass das Schaubild von [mm] f_k [/mm] mit der Tangente im Hochpunkt eine Fläche mit dem Flächeninhalt 45 einschließt.


Wieder [mm] f_k [/mm] zeichnen, dann Hochpunkt bestimmen, Tangente verläuft waagerecht und schneidet den Graphen noch ein zweites Mal.
Damit hast du die Grenzen für das Integral.

Zum Schluss das Integral =45 setzen und k bestimmen.

Zeig uns mal die ersten Schritte, dann helfen wir weiter... ;-)

Gruß informix

Bezug
        
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Integrale zur Flächenberechnun: ein paar Tipps: Aufg. 1
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:46 Sa 09.12.2006
Autor: informix

Hallo Ochi und [willkommenmr], ebenso deine Frau - warum schreibt sie nicht selbst? [verwirrt]

> Ich habe bei folgender Aufgabe offensichtlich einen
> Denkfehler und komme nicht weiter. Hier die Aufgabe:
>  

Hellsehen und Gedanken lesen sind nicht unsere besonderen Fähigkeiten, bitte schreib deinen "Denkfehler" mal hier auf, dann können wir weiter helfen.

> Aufgabe 1
>  
> Skizzieren Sie das Schaubild der Funktion fk für k=2 und
> k=-2
>  Bestimmen Sie k so, dass das Schaubild der Funktion fk mit
> der x-Achse eine Fläche vom Flächeninhalt A einschließt.
> Für welches k ist die Aufgabenstellung sinnvoll?
>  a) fk(x)=-(1/4)x²+k; A=64/3

Habt Ihr die Funktionen für k=2 und k=-2 mal gezeichnet?
z.B. mit []Funkyplot?

Was erkennt man bezüglich der Fläche unter der Kurve jeweils?
Von wo bis wo muss man integrieren? (Stichwort: Nullstellen)

>  b) fk(x)=x³+(2/k)x²+(1/k²)x; A=3


Gruß informix

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Integrale zur Flächenberechnun: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:54 Sa 09.12.2006
Autor: Ochi

holla informix und vielen dank für deine hinweise. meine frau schreibt deshalb nicht selber, weil sie computer eigentlich nicht mag. was sie aber nicht davon abhält, mich ab und zu zu knechten, ihre seltsamen mathe-aufgaben durch meinen mac zu jagen :-) aber ich mache das gerne, drucke ihr dann immer alles brav aus und so gehen wir schritt für schritt weiter.
ihr müsst wissen, sie hat vor 1,5 jahren beschlossen, ihr altes fachabitur auf ein allgemeines abitur per abendschule zu erweitern. und das mit unseren zwei töchtern, unseren jobs und immerhin 38 jahren. eh schon eine spitzenleistung, weshalb ich ihr die internetarbeit gerne erstmal abnehme, da ich als grafiker eh zumeist am mac sitze.
hier kommt schon das nächste problem. es ist toll, wenn ihr uns programme empfehlt, aber vielleicht gibt es ja da auch was für den mac, also ein mathematikprogramm für die oberstufe, das die ganzen mathematischen fachbereiche abdeckt. »mathematika« ist vielleicht nicht schlecht.
na, mal sehen. auf alle fälle euch erstmal großen dank und schönen abend,
ochi

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Integrale zur Flächenberechnun: Programmsuche...
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:15 Sa 09.12.2006
Autor: informix

Hallo Ochi,

> holla informix und vielen dank für deine hinweise. meine
> frau schreibt deshalb nicht selber, weil sie computer
> eigentlich nicht mag. was sie aber nicht davon abhält, mich
> ab und zu zu knechten, ihre seltsamen mathe-aufgaben durch
> meinen mac zu jagen :-) aber ich mache das gerne, drucke
> ihr dann immer alles brav aus und so gehen wir schritt für
> schritt weiter.
> ihr müsst wissen, sie hat vor 1,5 jahren beschlossen, ihr
> altes fachabitur auf ein allgemeines abitur per abendschule
> zu erweitern. und das mit unseren zwei töchtern, unseren
> jobs und immerhin 38 jahren. eh schon eine spitzenleistung,
> weshalb ich ihr die internetarbeit gerne erstmal abnehme,
> da ich als grafiker eh zumeist am mac sitze.
>  hier kommt schon das nächste problem. es ist toll, wenn
> ihr uns programme empfehlt, aber vielleicht gibt es ja da
> auch was für den mac, also ein mathematikprogramm für die
> oberstufe, das die ganzen mathematischen fachbereiche
> abdeckt. »mathematika« ist vielleicht nicht schlecht.
>  na, mal sehen. auf alle fälle euch erstmal großen dank und
> schönen abend,
>  ochi

Für den Mac scheint's wirklich nichts Passendes zu geben, ich habe mal gegoogelt:
[]http://www.lernsoftware.de/katalog/lernsoftware/mathematik/system-mac.htm listet eher für Unter/Mittelstufe was auf.

Ich weiß, dass Macs großartig für Grafikbearbeitung sein sollen, Mathe scheint nicht so ihre Stärke zu sein. ;-)


Gruß informix

Bezug
                                
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Integrale zur Flächenberechnun: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:20 Sa 09.12.2006
Autor: Ochi

naja, da gibt es eben »mathematika«, ich denke, da lade ich mal die demo runter.
das ist wohl ein sehr mächtiges teil. und wolfram research bietet auch studenten-und schüler-lizenzen an.
zu finden hier www.wolfram.com

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