Integral lösen, wie vorgehen?



  • Hallo,

    wie löse ich folgendes Integral?
    ππxsinxcosaxdx\int_{-\pi}^\pi x \cdot \sin x \cdot \cos ax \;dx

    edit: LaTeX-Code korrigiert.



  • sorry Latex ist wohl nicht meine Stärke. Hier nochmal schöner (hoffe ich zumindest)
    \int x\*sinx \* cosax~~dx



  • Sind die Integrationsgrenzen vorgegeben oder suchst Du ne Stammfunktion?



  • Hallo,
    die Integrationsgrenzen sind -Pi, Pi.
    Lösungsweg ist mir wichtig, da ich in der Prüfung auch keinen Taschenrechner verwenden darf.



  • Ohne es jetzt versucht zu haben: mehrfache part. Integration sollte klappen.
    Ich würd erstmal versuchen, eine Stammfunkzion von sin(x)cos(ax)dx\int sin(x) cos(ax) dx zu finden. Danach das Ausgangsintegral so part. Integrieren, dass das der Faktor x unter dem Integral verschwindet. Dafür kannst du die vorher berechnete Stammfunktion benutzen.
    Das was über bleibt, musst du bestimmt noch mal part. Integrieren.



  • Für die Handrechnung empfehle ich Dir zunächst festzustellen, dass der Integrand eine gerade Funktion ist. Außerdem sind die Grenzen symmetrisch um 0. also

    xxg(x)dx=20xg(x)dx\int_{-x}^x g(x) dx = 2 \int_0^x g(x) dx

    Sicher ist es auch nicht verkehrt die Additionstheoreme zu bemühen, um Dich des lästigen trigonometrischen Produkts zu entledigen, und dann zwei Integrale zu lösen:

    sin(x+y)=sin(x)cos(y)+cos(x)sin(y)sin(x+y) = sin(x)cos(y)+cos(x)sin(y)
    cos(x+y)=cos(x)cos(y)sin(x)sin(y)cos(x+y) = cos(x)cos(y)-sin(x)sin(y)

    Den Rest musst Du schon selber machen.

    Noch ein Tipp, falls es mit den Additionstheoremen nicht klappt:

    sin(nx)cos(kx)=12(sin((nk)x)+sin((n+k)x))sin(nx)cos(kx) = \frac{1}{2}(sin((n-k)x)+sin((n+k)x))

    Insgesamt schon recht happig für Handrechnung und Klausur.


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