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24.1 Mehrdimensionale Integrale


CC-BY-NC-SA 3.0

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ichhabe zählt was Ableitungenim mehrdimensionalensein solldas gegenüber den Gradientender Gradient verallgemeinertdie Idee der Ableitungder Funktion mehrerer veränderlicherund jetzt geht's darum was den heißen soll Nierenfunktionmehrerer veränderlicher zu integrierenist mal wieder zurück zu einer veränderlichen?? Komma versuchen das fragenwas war eigentlich das integralfür eine Funktion einer veränderlichenSG die ganze Zeit das mit der Zusage geht die ganze Zeit um bestimmteIntegralenicht um unbestimmteunbestimmtesintegral heißt jaStammfunktionwildenableiten rückgängig machensowas kann man sich auch anguckenwie kann ich den Gradienten rückgängig machen aber das ist nicht das was typischerweise vorkommt das was typischerweise vorkommt das ist ist das man Voluminaoder schlimmere SachenGesamtmassen?? berechnendeÜberintegrationbestimmte integral geht es die ganze Zeit um bestimmte Integraledas klassische bestimmte integralFunktion einer veränderlichenheißtich möchte die Flächeunter dem Grafen bestimmendaher unter dem Grafen die Fläche zwischen dem Grafen und der x-Achse soll ich sagen ich möchte die Fläche zwischen den Grafen exakt zu bestimmenund zwar so das ich die Teile drüber positiv Rechner und die Teile drunter negativ rechnerseitigvorgeführthabenmuss man so machen damit das Integrallinealwird wenn ich will dass das IntegralformA fachen meiner Frau Beistrichvorwenn ichdas nicht alles in der er wenn ich will dass das integral von C fachen meiner Funktiondas Zehnfachevom integral istauch für negative Zahlen Ckomme ich nicht drum rumso zu rechnenBeistrich also nicht wirklich die Fläche ausrechnen sondern dass sich die Fläche mit Vorzeichen ausdasselbe Phänomen gibt sie natürlich jetzt bei Funktionenmehrerer veränderlicherwenn ich die Funktion zweier veränderlicherhabe und was analoges probierejetzt keine Fläche mehr sein sondern ein Volumenseinso halbwegs hierselbstYnunintegriertwird jetztnicht mehr über einen Bereichhier auf der x-Achsetypischerweise war das ein Intervallvon A bis Bintegriert wird über eine MengeIndex Y Ebeneetwas hübscher malsodas es plötzlich Manipulationsbereicheine Menge von Punkten Index Y eben nicht nurein Teil der reellen Achseüber dieser Mengeschwebtmeine Funktionzwei Funktionsgraphwieder alsfliegender Teppich vorgestelltausIonfunktionist eigentlich nichts anderes als der Grafund der Graf ist jetzt in dieserTeppich dazu diesmal klarmachen müsstediesem Teppich istsowarmund das integral soll nichts anderes sein als das Volumen zwischen der X Y Ebene in dir den Ursprung als das Volumen zwischen Dax Y Ebeneund unserem fliegenden Teppich mit Vorzeichenin diesem Fall immer mit positivem Vorzeichen Leerzeichen lieber nicht ein was passiert wenn der Flickenteppich durch die Ebene stößtdann andersrum mit negativem Vorzeichen genau hierähm ist ?? Ausrufezeichen deshalb lass ich lieber so also die das VolumenZwischensiegelsaus der Handalsozwischen Dax Y Ebeneund dieser Fläche das soll das integral seineiner Funktion von zwei veränderlichenüber die Menge ähmdie oben war das in integralBeistrich das hinzu schreibenein integral von A bis B F von X D Xvon A bis Bnun dieses hierFlächemit zwei veränderlichenwird es ein Romanverschiedene an das du schreiben schreibst mal so mit Doppel integralintegriereüberdie Fläche ähmeine Funktion von X YTXT Y so Komma dass zum Beispiel schreibenlernendie Mathematikerwürden hiervon einzig kein doppeltes Integralschreibendenke die Ingenieureneigen eher dazu davon doppeltes integral zu schreiben und klarzumachenhier wird über zwei Variablenintegriertdas soll so einkomisches Gerät sein die Fläche zwischeny-Achseund der Funktionsflächealso des Integrationsgebietist Teil des R zwei dieseMenge ähm hierweiter vorne die Kammer diese Menge ähmist eine Menge vonPaaren eine Menge von X Ydas vielleicht zwei einssieben acht Wasser Komma drin in eine Pfütze der Pässe blau gemalt wie eine Pfütze in der Ex Y Ebene das ist das Gebiet über das ich integrierensie jede Pfütze Index Y Ebene habenähmund dann guck ich mir von der Funktiondem fliegenden Teppich der kann sicher noch sonst wohin warder Fingerteppich kann sicher noch sonst wohin erstrecken?? von der Funktion guck ich mir nur den Teil an von diesem Gebirgeguck ich mir nur den Teil an der direktüber der Pfütze liegtdas die vierzig war sie der Schatten ist?? geht direktgeradenach oben?? die Hüllen sind jeweils verschieden das hier ist der Funktionswertan dieser Stelledieser Höhe ist der Funktionswert an dieser Stelledieser Höhe hierist der Funktionswert an dieser Stelleund ?? werden im allgemeinen alle verschieden hoch seines sieht aus fast aus wie nah die Gesundheit ist das die beste Vorstellungins antike SäulehabenMitbringselvon Akropoliseinem Ausverkaufaus gewissen Anlässennunstellen Sie sich so einesein soll Stumpfforenohne und den Fuß aber nur der soll stumpfhier unten das wäre das Indikationsgebietdas wäre das Indikationsgebietan und was ich bestimmeist das Volumenvon diesem Stück Steinhier bin Funktionswertan dieser Stelle X Y ist das Gesetz eher von Eclipse und der zugehörige Funktionswertan dieser Stelledie Stelle ist jaX Yin derhorizontalenje gemessendann ist diese Längesind ähm ja die Funktion von X Ymit dem integral der Funktion meine ich das Volumenvon diesem Stück Steinund es würde negativzählensein jeder Anteil ?? ist es mir das mal jetzt einfach ?? ich weigere mich dazu mal in diese Fläche hierirgendwo unterdie X Y Ebene reichtzählt der Anteil negativwar das mal lieber nicht einegroße HerausforderungPunktdas ist die Idee von integral ineinem integral einer Funktion zweier veränderlichereine Funktion dreier veränderlicher??ist echt habe ich völlig einfach nicht den Platz haben ??auch zu malenje brauche ich zwei veränderlichen?? reingehenund den Funktionswert daraus kommt dann habe ich alle drei Dimensionen aufgebrauchtwas soll dann bitte sein?? für den Lücken Text drei was soll dann seinein integralüber drei veränderlichenVisa die Mathematikerwenn typischerweise der nur ein Integralschreibenintegralüber drei veränderlicheTXT Y DZähm ich neige dazu mir das dichte vorzustellenwenn sie ein Gebiet an dieses Gebiet muss jetzt ein drei dimensionalen liegenein Klumpenein Luftballonein Gebiet im dreidimensionalen?? eine Wolkezu erkennendas auswendig mit dem dreidimensionalenhoffentlichähmdas soll ähm seindas Gebiet über das sich integriereklarmachen dass das räumlich ist mitihremähmdas gesamte Ding diese Menge die Menge aller Punkteder Wolkeoder des Steinklumpenoder alle Punkte im Tankdie Menge aller dieser Punkt das soll im sein integrierewenn ich über drei veränderliche integriereüber so ein Gebildemeine Vorstellung ist was für eine Gesamtmassedie Gesamtmasseso eines Klumpenistdas integral über die Dichtewenn sie dessen Dichte an jeder Stelle wissenan jeder Stelle die Dichte wissen hier istähzehn Kilogramm proLiter und da ist acht Kilogramm pro Liter und als ein Kilogramm pro Literund so weiter Politesse müssen geschickt aber daskann ich mir gut vorstellen was eine Leistung pro Kubikdezimeterprofessionellerhier ist erseit zwei Kilogramm pro Kubikdezimeterals Dichteeine Funktionjeden Punkt im RaumGedichte zuordnet wie dicht ist mein Materialan dieser Stelle an exakt dieser Stelle sie nehmen sich hier einKubikmillimeteroder besser ein Kubikeherwas ?? Kubikmikrometerschneiden sie herauserlegen den auf die Waage und bestimmen dessen Dichtedas soll diese Funktion sein für jeden Punkt im Raum möchte ichGedichte wissen eine Funktion von drei veränderlichenmeine Vorstellung vom integraldreier veränderlicher ist dann okay wenn ich das tue?? die Gesamtmasseraus des Ganzen summierendie Dichte auf für jeden Punktim Raumdas kann man sichzum Fahrkästchenweiter veranschaulichenstellen sich vor dieserSteinwäre in kleineBlöcke zerlegtIonen Milliardenaberwitzigekleine Blöcke wäre der vielleicht zerlegtdiesem Kristallgittersich den sozial nicht vor wie bestimmen Sie die Gesamtmassesie summierendas sichtbar sein soll sie summierenalle Blöckesummieren die Masse aller Blöckewar gar nicht da unten hinihr sie summieren die Masse aller Blöcke was ist die Masse eines Blocks das ist die Dichtean der Stellemal waswirklich die Masse eines Blocksmal das Volumen mal das Volumen findet ritterliche Delta V schreiben mal das Volumen aus ist das Volumen eines Blocks das Volumen eines Blocks ist wie lang klein X Richtung Wismar GedankenstrichRichtung Wismar Gedankenstrichistdas über alle Blöcke summiert soll die Gesamtmasse werden und ich hoffe das sieht nicht ganz unähnlich aus das integral wird zur Summedas Volumen eines Blocksdas Produkt der Kantenlänge steht jeden Dax Y DZund hier steht die Funktiondamit habeich es nichtgesagt ?? als ausreichendsondern mir geht's erst mal um zu sagen was es denn sein sollund dann kann man sich überlegen ?? in ausreichend man weiß was es sein sollandersrum ist das bisschen ungeschickt wenn ich es sage ist ausreichend mir dann überlege was es denn sein soll?? ich fang liebererst mit der Bedeutung kann manalso hier das ist die ingenieurmäßigeVorstellung davon Komma dass die physikermäßigeVorstellung davon ?? man so ein integral sieht stellt man sich das vor als aus um ihre über alles auf was wir hier in dieser Menge dreidimensionalGebietdiesem Gebiet ähm haben sie mir über alles auf und zwar diese Funktion mal diesesVolumender Texte der Epson der derzeit ein unendlich kleines Volumen unendlich viele Sachen davon auf summiert verständlich die Physiker die Ingenieure drunter vorund dann sieht man okay das hier muss sowas sein wie die Gesamtmassewenn sie das hier machen das soll die Fahrt an der Stelle Nummerzeichen sie das hier machen am sehr hier die GrundflächezerteiltX und Ydelta X delta Y was sich hier aufzunehmensind eigentlich kleine Säulenist das Volumen so einer Säuledas ist die Grundflächeder X delta Y mal die Höhe ?? FX Yund das auf summiertalso auch das könnte man sich jetzt so vorstellen dass sie eigentlich ganz vielekleine Säulennebeneinandernicht die Salzstangenverschlangen zu Silvester Glasähmwie bestimmen Sie das Gesamtvolumenderdieses Objekt das von den Salzstangen gebildet wird sie summierenalle Salzstangenaufwie hoch ist die Sachsen jeweils die Heftes abgebrochen das ist die Höhe der Salzstange mal was ist die Querschnittsstangedas es die Vorstellung dahinterPunkt jetzt geht'snoch elf Minuten rum wie man es dann tatsächlich ausrechnet kann