Stammfunktionen ..., Mitschriften von Mathematische Physik

Ist die eine Stammfunktion von und eine Stammfunktion von ,. G(x) g(x). H(x) h(x). Page 4. dann ist eine Stammfunktion von . G(x) + H(x) g(x) + h(x).

Art: Mitschriften

2021/2022

Hochgeladen am 03.05.2022

Tine_Ivens
Tine_Ivens 🇩🇪

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Stammfunktionen
==================================================================
Funktion Stammfunktion
mit
f(x) = x
k
k , k
1
F(x) = 1
k+1x
k+1
= x
k+1
k+1
Beispiele:
a) f(x) = x
4
F(x) = 1
5x
5
b)
f(x) = 1
x
2
= x
2
F(x) = x
1
1 = x
1
= 1
x
Funktion Stammfunktion
f(x) = 1
x = x
1
F(x) = ln|x|
f(x) = 1
ax +b
f(x) = 1
aln|ax +b|
f(x) = g'(x)
g(x)
f(x) = ln|g(x)|
Beispiele:
a) f(x) = 1
x1 F(x) = ln|x1|
b) f(x) = 1
2x +1 F(x) = 1
2ln|2x +1|
Funktion Stammfunktion
mit und
f(x) = x
p
q
=
q
x
p
q N, q 2 p Z
F(x) = x
p
q
+1
p
q
+1
f(x) = ax +b
F(x) = 2
31
a(ax +b)
3
2
= 2
3a (ax +b)
3
Beispiele:
a)
f(x) = x = x
1
2
F(x) = x
3
2
3
2
= 2
3x
3
2
= 2
3x
3
b)
f(x) = 1
x
= x
1
2
F(x) = x
1
2
1
2
= 2x
1
2
= 2x
pf3
pf4

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**Stammfunktionen

Funktion Stammfunktion**

f(x) = xk^ mitk ∈ , k ≠≠≠≠ −−−− 1 F(x)^ =^

k + 1

⋅xk+^1 = xk+^1 k + 1

Beispiele:

a) f(x) = x^4 ⇒ F(x) = 1 5

x^5

b) f(x) =

x^2

= x−^2 ⇒ F(x) = x−^1 − 1

= − x−^1 = −

x

Funktion Stammfunktion

f(x) = 1 x = x−^1 F(x) = ln|x|

f(x) =

ax + b (^) f(x) = 1 a

⋅ln|ax + b|

f(x) = g'(x) g(x)

f(x) = ln|g(x)|

Beispiele:

a) f(x) = 1 x − 1

⇒ F(x) = ln|x − 1 |

b) f(x) =

2x + 1

⇒ F(x) =

⋅ln|2x + 1 |

Funktion Stammfunktion

f(x) = x mit und

p q (^) =

q xp^ q ∈ N, q ≥ 2 p ∈ Z (^) F(x) = x

p q +^1 p q +^1

f(x) = ax + b F(x)^ =^

a

⋅(ax + b)

3 (^2) = 2 3a

⋅ (ax + b)^3

Beispiele:

a) f(x) = x = x

1 (^2) ⇒ F(x) = x

3 2 3 2

⋅x

3 (^2) = 2 3 ⋅ x^3

b) f(x) = 1 x

= x

− (^12) ⇒ F(x) = x

1 2 1 2

= 2 ⋅x

1 (^2) = 2 ⋅ x

c) f(x) = x⋅ x = x

3 (^2) ⇒ F(x) = x

5 2 5 2

⋅x

5 (^2) = 2 5

⋅ x^5

d) f(x) =

3 x = x

1 (^3) ⇒ F(x) = x

4 3 4 3

⋅x

4 (^3) = 3 4

3 x^4

e) f(x) = 2x x^2 + 1

⇒ F(x) = ln(x^2 + 1)

f) f(x) = ex ex^ + 1

⇒ F(x) = ln(ex^ + 1)

g) f(x) = x + 1 ⇒ F(x) = 2 3 ⋅ (x + 1)^3

h) f(x) = 1 2 x − 1 ⇒ F(x) = 2 3

2

⋅ (^1

x − 1)

3 = 4 3

⋅ (^1

x − 1)

3

Funktion Stammfunktion

f(x) = ex^ F(x) = ex

f(x) = eax+b^ F(x) = 1 a ⋅eax+b

f(x) = g'(x)⋅eg(x)^ F(x) = eg(x)

Beispiele:

a) f(x) = ex−^1 ⇒ F(x) = ex−^1

b) f(x)^ =^ e−x^ ⇒^ F(x)^ =^ −^ e−x

c) f(x) = e0,5x+^1 ⇒ F(x) = 1 0,

⋅e0,5x+^1 = 2 ⋅e0,5x+^1

d) f(x) = 2x⋅ex

2 ⇒ F(x) = ex

2

Zwei spezielle Stammfunktionen:

Funktion Stammfunktion f(x) = lnx F(x) = x⋅lnx − x

Funktion Stammfunktion

f(x) = x⋅ex^ F(x) = x⋅ex^ − ex

dann ist G(x) + H(x) eine Stammfunktion von g(x) + h(x).

Beispiele:

a) f(x) = x^2 +

x^2

= x^2 + x−^2 ⇒ F(x) =

x^3 + x−^1 − 1

x^3 − x−^1 =

x^3 −

x

b) f(x) =

x^3 − 2x^2 ⇒ F(x) =

x^4 − 2 ⋅

x^3 =

x^4 −

x^3

Warnung:

Ist die G(x) eine Stammfunktion von g(x) und H(x) eine Stammfunktion von h(x),

dann ist G(x)⋅H(x) keine Stammfunktion von g(x)⋅h(x).

Warnung:

Ist die G(x) eine Stammfunktion von g(x) und H(x) eine Stammfunktion von h(x),

dann ist G(x) H(x) keine Stammfunktion von. g(x) h(x)

Eine Umformung kann die Integration ermöglichen.

Beisspiele:

a) f(x) = (1 − x)⋅(1 + 1 x

x − x − 1 = 1 x − x ⇒ F(x) = ln|x| − 1 2 x^2

b) f(x) = 2x^2 + 1 x^2

x^2

= 2 + x−^2 ⇒ F(x) = 2x + x−^1 − 1

= 2x −

x

c) f(x) =

ex^ + 1

ex^ + 1 − ex ex^ + 1

ex ex^ + 1

⇒ F(x) = x − ln(ex^ + 1)

__________________________________________________________________________