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24.02 Substitutionsregel


CC-BY-NC-SA 3.0

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die zweite große Regel ist die SubstitutionsregeldieOptionRegelsubstituierenersetzen ich ersetze einen Ausdruck im integraldurch einen anderendie Stadt von der Kettenregelab ?? partielle Integrationaus der ProduktregelSubstitutionsregelaus der Kettenregelbenutzt schon wieder diesen Hauptsatz derDifferenzial und Integralrechnungrückwärtsnämlichangenommenalso elf seine Stammfunktionensteht im Textelf seine Stammfunktionzu groß F Sandler Klammer zu ?? zu klein Fund nun guck ich mir folgendes an was passiertwenn icheine Stammfunktionvon einer anderen Funktion von Xableiten ?? Xmit derKettenregelaußer Ableitung heißtso ganz streng hier äußere und innere Ableitungäußerer Ableitung heißt diesesdicke Fabzuleitengroß F abzuleitendenStammfusion ableiten kriegen sie aber die Originalfunktiondie äußere Ableitung ist also die Originalfunktionan dem was vor drin gestanden hatdie innere Ableitungheißt das U von X ableiten?? ja von X ableiten heißt bekanntermaßenO Strich von X sowie das bis dahin ausalso angenommen ich leite eine Stammfunktionvon einer Funktionabhabe ich da die Originalfunktionvon einer Funktion mal die Ableitung der inneren Funktionund das brauche nun wieder zusammenum sich eine neue Integrationsregelnzu strickenich habe mich jetzt eine Stammfunktionfür das was darechts stehtwenn ich andiese Situation habe im integralF von U ?? O Strich mir das Auftauchen integral weiß ich nun wirklich davon zu finden kanndas hier groß F von oben Stammfunktion den wir nicht ableite stehtwieder das da was im integral vorher waralso seit mehr der Hauptsatz folgendesanwenn ich so etwas integrieren wollen würde wie das was auf der rechten Seite stehtauch eine Stammfunktionwelche Funktion hat das was hier steht als Ableitungsatollder stets groß F verlor das als Ableitung das ist also nichts anderesals groß F von UA das immerso Beistrich groß F und U von Xnatürlichdiese Funktion widersteht in den Grenzen von A bis Bich soll Fleißbürgerliche X gleich Aist das einfach einX gleich A ist gleich B natürlich nicht diesesXX gleich A ist gleich B eine Funktion der oben habe ich nach X abgeleitetist es wie ein minusX gleich A einsetzendas lässt sich aber andersauffassenfür die Nummerachtwenn sie das ausbuchstabierenist das groß Fvon klein Uvon Bdie obere Grenze einsetzen minus groß L von klein UundAdie untere Grenze einsetzendas kann ich als integral schreibenwie können Sie das hierals integral schreiben groß Fvon U von B minus groß F von U von Aderabsurderweisedieses DingnachBuffonar natürlich untendie EU von A vonBsich an was passiert wenn dieses integral das integral ausrechnenSie suchen sich eine Stammfunktionfür das im ?? nebenbei dahinter schreiben Sie suchen sich eine Stammfunktionzu klein FBartholdy Weihe angesagt groß F ist die Stammfunktion zu klein Fberechnen Sie dieses integral aussie setzenvon B einsetzen U von A ein und ziehen das voneinander ab wolledas wir das gewesenwas erkennen Sie das integral ausrechnenwird aus klein F groß Fobere Grenzeminus groß F an der unteren Grenzegenau das steht hiergroß F an der oberen Grenzeminus groß Fan der unteren Grenze von diesem integralso kommt das zustandeund das istIntegrationdurch Substitutionsintegrationdurch ersetzendiesesX ist plötzlich ein ?? gewordenmeine FunktionU von X ist Neuintegrationsvariablegeworden Punktdas ist die Substitutionalso die Substitutionsregelsind die beiden jader eine Rhodes gleicht dem anderen Boden ohne Zwischenschritte schreibt man nichtdieses integral hierFunktion einer Funktion mal die inneren ableiten mal innere Ableitungistintegral der äußeren Funktionganz schlicht ohneReagenzien zwischendrinaber in anderen Grenzenwo läuft diese Variable hier sie läuft von U bis Abis U bis Balso wenn ich Glück habebei sonder verschafft verschattet verketteten Funktion ?? Designern vergessen Funktionzu integrieren ist wenn ich Glück habe und dann die Ableitung der inneren Funktion einer frei stehtdie Welt in Ordnung des nicht einfach aus und ich integriere über die OriginalfunktiondankendiePhysiker und Ingenieure schreiben das gernesehr symbolisch unser Formhabenich möchte integrierenüber F von U von Xmal die Ableitungdie EU nach Take That steht die Ableitungall die U nach TXTX schafft man das unbestimmte integral sehen das richtig integrierenamSee noch den Zusammenhang des unbestimmt integral hierzu Grenzen weglassenF vonUdie ohne Akte X das hier die U nach TX MAGIXwar ganz hart drauf sind das war sogar dasX da weg so F von Rodeo nach TXT X bis dahin hoffentlich noch nichts dramatisches passiertund diePhysiker und Ingenieure sagen dann einfach ?? kürzenwas den Mathematikerngraue Haare verschafft aber Lustigerweisekann man es es funktioniert ja wirklich genau das ist die Substitutionsregelin dieser Situation können Sie in Anführungszeichenkürzenund sie kriegen das integral über F und U dieganz schlichtder Tasmanien Uppsala in Anführungszeichendas ist eigentlichwas man nach ?? tuteine Funktion einer anderen Funktion mal die Ableitung der inneren Funktionenwenn sie netterweisein ein Vorzeichen kürzen und integrieren nur nochüber dieseneue variableVariante ist substituiertwordenaber wichtigandere Grenzendiese Grenzen hier sind die Grenzen ihn umdas sie reine Grenzen in Xdas für zu leicht verwaltetdafür in meine Funktion F nur was von den Einheitensie wollen zum Beispiel von den Einheiten einsetzen die EU hatnicht X einsetzendas in Aktiondann so ausintegral das sehr ähnlich aussiehtaberwie eben bei der Patient Integration aber nicht mit partielle IntegrationgehtX mal Kosinus X Quadrateben war das X mal Kosinus viertes X mal großes X Quadratwenn sie damit partieller Integration drangehen??sich auf Anhieb nicht gut aus ersten ableitenund er müsse großes X Quadrat integrieren?? was ist die Stammfusion zu großes X Quadrate steht ?? Schlauchdannmit der Substitution haut das hinder Job bei der Substitution ist das jetzt so zusammen zu dicht an Funktion einer Funktiongroßes außen Quadrieren in das so zusammen zu dichten des hier die Ableitungder inneren Funktiondrin stehtdann habe ich die Chance das ist die Formdie man bei der Substitution haben will hier muss die Ableitung der inneren Funktion irgendwo auftauchenwie kriegen sich hier die Ableitung der inneren Funktion dazu gedichtetich möchte eilig Kosinusich möchte eigentlichKosinusvon X Quadratmal zwei XD X integrierendannklappt das da steht dann die Ableitungvon X Quadrat nach TX umdasSponsorendann stünde da die Ableitung zwei X wäre die Ableitung von X Quadrat nach X so steht wieder die Ableitung aber sie sind das stimmt leider nichtbegonnenes rettenhat Punkt das ist ganz üblich für Mann Substitutionsregelanwendet dass man irgendwelche solcheKlimmzüge noch veranstalten mussist es dann auch daswas ich alleine bringt es nicht aber die zwei X Bündnis bringendas wäre die Ableitung ?? Clubsubstitutionsregelmit ein halb ?? die zwei wieder wegund alles ist in Ordnung sojetzt gibt's eine neue Variableist also ein halbmeine neue Variable istUwenn Sie so wollenU ist gleich X Quadrat ist meine neue variableund nun integriereichüberKosinus von Udie Uhrenvon wo bis wowardie Schraube schockiert darüber drei Quadrat und fünf Quadrat anders klarzumachen ?? auch die Grenzen für UX Quadrat was ist eigentlich in meiner Ausrufung zu ?? eingesetzt worden Beistrich X Quadrat drin also neun und fünfundzwanzigKlammer zu Vergleichhier habe ich etwas in Kürze sozusagen gemachtX von YX Quadrat nach TXkürzen quasi dasTXaber den haben sie eine neue Variable die ist X Quadratgroß D X vertrat und Integrationsgrenzenmüssen sich jetzt auf das U beziehen meine neue Variableinteressiert was auch die Integrationsgrenzenmüssen sich auf die neue Variable beziehen das nicht vergessenalso drei Quadrat und fünf Quadrat Integrationsgrenzender neuenVariabledie nichtvergessen so wäreSubstitutionsregelin Aktiondann Funktionen zu Kosinuswäre der Sinusund ohne mich jetzt in den Grenzen von neun bis fünfundzwanzignatürlichmachtden Sinus von fünfundzwanzigminus den Sinus von neunhalbe sowasversagtäh X großes V ?? Raumdrei bis fünfwiebeiein halb Sinus tympaniminus Sinus neunund hier kann ?? jetztbei dem bestimmten integraldummerweise auch wieder nurmordet jetzt sehr hilfreichdas wollte ich immer schon wissenwas ?? Probleme habenähm muss mich seinwenn sie das unbestimmt integral anfordern ?? sie wieder schoss Tabswo man sie Dienst äh die Substitution U ist gleich X Quadratssituationdas ist die zweite großeIntegrationsregelnIntegration durch Substitution