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24B.1 Beispiel Doppelintegral


CC-BY-NC-SA 3.0

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dieFunktion mehrerer veränderlicherbesonderer zwei veränderlicheranich hatte ihn gezeigt wie man sich die vorstellenkann mit Höhenlinienoderals fliegende Teppichedie zum Ableitungder Gradientmit dem Berg istder Patient sei senkrecht zu den Höhenliniendas war die Verallgemeinerungder Ableitung und etwas integral gehen ??wasbilliges zum Anfangfolgende Funktionensoll seinX mal Y Quadratfolgende Menge in Definitionsbereichseineins folgende Mengen DefinitionsbereichDreieckStrikeim??Punkt mich interessiert dieses integraldas integralüberdiese Teilmenge des Definitionsbereichesvon X Y Quadrat DXYwas ist dieses integral?? ich mal aneinem vielleicht über die sich zuerst auch mal was heißt das überhaupt dieses integral was rechnet ?? integral tatsächlich ausein Volumen aber welches Volumen wie sie dieses Volumen ausdaher immer in drei D ist das ich als anschaulichdiesem Fallwürde ich trotzdem malanguckenzeichnen Sie mal wie diese Funktion im Prinzip aussieht ich habedie XXL Grundflächeaus wenn sie das wirklich versuchen so als fliegenden Teppichzu malen und nicht das Dreieckdas man IntegrationsbereichStrike hiernicht den X Y Ebenewie sieht jetzt die Funktion als fliegender Teppich über diesen drei aus der ?? zumindest meine Idee was von der Größenordnungaus dem integral rauskommensoll?? die ganzbrutale Art der Funktionswertan der Stelle null nullvier ?? X Gleichzeichen Y gleichensie nurin seine Stelle gucken X gleich einsüberweisen?? doch wenn sie an der Stelle X gleich eins guckenY gleich null ist gleich eins an dieser Stelleeklatant?? kommt wieder nur auswas passiert bei dem Punkt da hinten diese obere Spitze von dem Ereignis klingt an dem Punkt rauskriegen sie ein Straußjahr X gleich eins Y gleich eins X gleich eins Y gleich einsmal eins Quadrat ?? kriegen sie eins rauswirken sie sozusagen Stecknadel reinsteckenmit der Höhe einsunddiese Funktion als Fläche muss durch diese drei Punkte durchgehenwillman das mal ihn sicherheitshalber mal das man geht jetzt eine Funktion als Fläche durch die drei Punkte durchsooderso werde ich mir das vorzustellenund kann sich diese kantige unten angucken das Y gleich null zum gleich Null es kommt die ganze Zeit nur ausKomma einmalhier muss die Funktion komplett durch die x-Achse durchhier ist X gleich eins Y läuft von null bis kleines Xist gleich eins Y von null bis eins X ist gleich einsY von null bis eins das heißt die Funktion nach dem Parabelbogenbüchsenvon null bis eins der Anfang einer ParabelNormalparabelso muss das hier lieben es gehthorizontallossolang wie hochreparabelwenn man sie weiter malen wird einem Parabel um eine Parabel dir so quer im Raum nicht nach hinten Wegentlang der y-Achse eine Parabelwie sie nur dieses Stückchen hier nur das ausgeschnittendiese Verbindung hierschreit auch danachdas Idioten horizontal startetund da dann so hoch gehteinemdas heißtdass ich den Schluss kriege sieht etwa so ausObjektfürs dreidimensionaleObjekt was herauskommtsieht etwa so aus Vergrößerungdieseüber die Muse hier von den drei Kindergrundflächeverborgenso sieht das Ding ausund das was ich ausrechne mit dem integral wird das Volumen dieses eigenwilligen Körpers seingerade sicherheitshalber noch mal das mit einer einähmwie können Sieeinfach begründen dass hier die Funktiontatsächlichhorizontalunten aus dem ?? rausgehter sich für zunehmende Gradienten überlegenmit den Gradienten bilden?? ganz kurz nach ??wenn sie den Patienten bilden Lebensjahr nach X abgeleitetzum Quadratnach rülpsen abgeleitet wird zwei X Ywenn sie dann nur einsetzenwas der Patient an der Stelle null nullkriegen sie den Nullvektor ausder Gradient eine Stelle null null ist der Nullvektor will sagen die Funktion muss eine horizontaleInitiativehaben an der Stelleund das heißt dass auch diese kantige Wunder hübsch Horizontalstaatenschmiegt sich hier an diehorizontale Ebenekann an der Stelle für den Patienten anfangen sich zu überlegen wie die Funktion aussiehtKomma alles wieder wegist eigentlichTeil der Aufgabe nur zurVeranschaulichungdas Volumen von diesem Ding soll ausgerechnet werden eins nach rechts eins nachhinten eins nach obenaber schon sehr Niedrigcheck Vergleich was wissen Sie über das Volumen auf Anhiebgeführt an die Pyramide denkenPyramide aber sollte sie auf einen Punkt zuich würd an was pyramidenartigesDenken und dann kam immer der Faktor ein Drittelsichergerade Verbindungen haben es garantiert mehr Volumenähmkönnen sagen okay wir machen mal folgendesbilden mal folgende Figurdass wir die Grundflächesenkrecht nach oben ziehenvon dem Volumen von dem Volumen dieses blauen Körpersein Dritteldas wäre das Volumen diesesroten Körpers und das wäre immer noch zu vierdas Volumen von dem blauen Michel ist dasBlau hat ein halb Grundfläche mal Höhe das ist die Grundflächeein halbdas wäre Einzelheftein halb die Höhe ist einder blaue hatdie ?? des Volumen ein halbdas heißt der Bote hat das Volumenein Drittel von ein halb ein sechstel und unser grüner Körper hier ist garantiert noch kleiner als ich weiß auf jeden Falldass dieses Ding was da rauskommtkleiner sein muss als ein Sechsteleinzelne Schecks sicherheitshalberdasalles als Vorbemerkung company die was rauskommt jetzt an sie wirklich mal anzurechnennach Schema F wie kann ich dieses integral ausrechnender Grundgedanke ist ja Integrationsbereichdie Mandatsin Scheiben zu schneidenich würd am liebsten so schneidenin der Formendlich das integral wird folgendes sein ?? des X geht von null bis einsdes müssen sie beim Y aufpassendas mal soals ich ihr sagen ?? X läuft von null bis eins in jedem Falljedoch wissen zu sagen was passierte nun mit Yin X hier ist was passiert mit Y von wo bis woin X hier ist was passiert mit Y von wo bis woYwas sie nicht reinschreiben können ist nur bis eins dann läuftX immer von null bis eins Y läuft immer von null bis einsdas ist nicht im Sinne des Erfinders was auch nicht geht ist dass sie ein halb reinschreibenX soll von null bis eins Yläuft immer von null bis ein halbdas wär's auch nichtwas schreiben Sie an die Grenzen von dem inneren integralim ersten Semester gab sie kunstvoll Sachen im Fokus gab sie zwei Sachen oder Schneiden durch und hab das überdas geht hier nicht ?? das geht hier nicht Vorsichtich will jadas Volumen von diesem Objekt bestimmen da können Sie jetzt nicht hier hinten abschneidenund dann irgendwie rüber klappendas heute nicht hingehen ist sehr viel höher als der vornewenn es darum geht diese Fläche zu bestimmen hier die Fläche von den drei dann können Sie sagen schneidet das ab und gab es darüber eine richtige für ein halb tollaber es geht ja nicht um die Fläche von diesen drei zu bestimmen ?? es geht darumdieses Volumen zu bestimmen und den können sie nicht im hinteren Teil Abschneiden der Folgekrankheitendas Passwortzusammen Punktähmoder steht immer noch ein halbrichtig ebensondern sie gehen von null bisXstellt sich das vorbei X gleich null Komma zwei vier Beistrich null Komma zweientgehen sie mit Yvon nullKomma eins null Komma eins fünf bis null Komma zweiderselbe WertBeistrich null Komma acht G von nullKomma sieben bis null Kommaacht mit ihrem Ygehen immer von null bis Xmit demso sieht das aus von null bis XMutti natürlich die Funktion ?? sie hattendie Clips zum Quadrat der YXL und so weiter mit Diversifikationskramso sehr das ausauf diese Weise habe ich dieses Indikationsbereichin Streifen geschnittenund nun kann man also mal rechnenkann integralüber YX wird als Konstante betrachtet das Ende schon von partiellen Ableitungendas ist über Y X als Konstante betrachtetich integriere in diese RichtungX ist die Konstantewie gehabt eine Stammfunktion des sowieso bei den meisten gesehen davon schreiben Stammfunktionhin X Y hoch dreiDrittelin den Grenzen von null bis X zweites mit dem bisschen vorsichtig sein und schreiben den ganzenY gleich null bis Y gleich Xwenn sie hier nur null bis X dran schreibenkann das gerne schief geliefert reinschreiben Y gleich null ?? Y gleich XIntegration?? über Yund die sogenannten Stammfunktionbezüglich Y wenn sie dieses hier partiell nach rülpsen ableitenX als Konstante betrachtendreizehn Quadrat durch dreiuns wieder hindas macht die Inderin alsoX malX hoch dreiin Einsätzen Drittelminus unter null Einsätzen minus nullund dann sind wir insgesamt jetzt beim integral von null bis einsnull bis eins die innere Klammer auf ich ausgerechnetX hoch vierDrittelder XDiener Klammer zu ?? drei Drittel zu vier Drittel der Xdas integral in diese Richtung ausgerechnet für beliebiges Xund hier zu mir sich sozusagen über alle diese Hitzeganz normales integralPotenzregeldie zur fünffünfzehntelwerden das werdennull bis eins in den Grenzenund das wird sinnvollerweiseein fünfzehntelsind doch deutlich weniger noch als was aus meinem Sinne den Scheck rausgekommenist weniger als die Hälftewas ich mir jetzt so erklärerausgehtwas ich mir so erkläredass das Volumen was hier verloren gehtdas Volumen was da verloren geht doch extrem groß sein musssagen diese Kurven hier sindvier platterauf der x-Achse als ich wieder gemalt habe?? noch viel mehr Volumen verloren als es auf Anhieb scheintauf jeden Fall kleiner als ein Sechsteldas Volumen so weitergehenÜbung ?? gibt's das normal umgekehrtwenn sie die Grundfläche nicht so in Streifen schneiden sondernlängs in Streifen schneidenmuss ja dasselbe rauskommenüberzeugen und dreimaldas ist meine Grundfläche aber ?? möchte ich jetzt so in Streifen schneidenscheint sie das mal hinempfing sie hoffentlich wieder ein fünfzehntel raus und so schief gegangen ist wird ein totalangerechnet werden muss aber dasselbeResultat ergebendie aus irgendwas muss ich an der Reihenfolge der Integrale ändernY außenX dienenaber es können Sie auch so einen Gedanken kommenY außenY läuft wie ebenvon null bis X und innen drin steht ein integralüber X das kann nicht gehenbitten Sie außen irgendwie diese Variable X überdas kann ich sein außen muss eine feste Zahl rauskommen ein fünfzehntel müssen schonwenn hier X vorkäme bei dem integralwürde das Ganze in die von X abhängen das kann nicht sein da muss was festes stehen darf ich X stehenwas wiederum an festem und wasdie dann hierfür die Grenzen von Xähmals ?? gehört gefälligst eins sind Y läuft von null bis einsich schneide auf jeder Höhe zwischen null und eins jetzt muss ich nur bisschen aufpassen dass ich nicht alle X mitnehmenfür ein gegebenes Y war das mal ein für ein gegebenes Y soll Xvon da bis da laufenfür ein gegebenes Y soll X von da bis da laufen für Y gleich null Kommasoll X von null Komma acht bis eins laufenund so weiteralso der hier von Y bis einsso muss das Aussehenzwangsläufigbei einem jetzt gesehen von null bis Y aber wenn sie das machen von null bis Y X von null bis Y nennt sie dieseGrundflächedas ist genau das GegenstückBeistrich was ich haben willund unsere Funktion dahinterXzum Quadrat das Rennen sie auskonnte wirklich ein fünfzehntel jahraus in dem die Mathematik istansolcher Stammfunktion bezüglich X also X Quadrat halbe?? zum Quadrat besonders Konstante betrachtennach X integrierenzwei halbe Male zum Quadrat von Ybis einsmacht wenn sie einsetzenoben einsetzenschreibt doch wieder dazu X gleichY bis X gleich eins des gefährlichenDiplomeinsätzenein halbY Quadrat wenn sie unten einsetzen Y vierhalbeund das geht weiter das integral von null bis eins jetzt dieses Ding TYY Quadrat halbe minusvier halbeYdavon eine Stammfunktionwie letztes Semesterhübschen hoch drei Sechstelminus Y fünfZehntelvon null bis einsdann kriegen Sie hier ein Sechstelminuseinem Zehnteleines Einsätzen mit den Einsätzen alles neuschreib mal minus nur damit alle sind dran gedachtsechs minus ein Zehntel hochrechnen ?? vibring ich nicht bin springe ich Hauptmännerihr steht zweimal drei der steht zweimal fünf?? zwei mal drei mal fünf wäre der Hauptnennerdreißigdreißigsterdas sind fünf minusdrei dreißigstedann bin ich bei zwei dreißigsteund kriege das raus was ich schon wusste ein fünfzehn