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Partielle Integration: Frage - Antwortbestätigung
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:39 Mo 18.04.2005
Autor: Schneemann

Hallo Leute,

ich bräuchte eure Hilfe bei der Integration (laut Vorgabe sollte die partielle Integrationsmethode zur Lösung führen) der folgenden Funktion:

[mm] \integral_{0}^{\bruch{\pi}{2}}{\sin^3 x dx} [/mm]

Ich habe bereits eine Lösung:

[mm] \bruch{1}{2}\cos {\bruch{\pi}{2}} (-3+\cos^2{\bruch{\pi}{2}}) [/mm]

allerdings befürchte ich ganz stark, dass sich während der 2-seitigen Rechnung ein bzw. mehrere Fehler eingeschlichen haben.
Gibt es für dieses (elementare) Integral schon irgendwo ein Formelsammlungeintrag, oder kennt irgendjemand die Lösung?

Der wolfram.com-Intagrator kapiert das Intargral irgendwie auch nicht richtig - womöglich bin ich auch nur zu blöd es richtig einzutippen.

MfG

Schneemann

Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.


        
Bezug
Partielle Integration: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:03 Mo 18.04.2005
Autor: Zwerglein

Hi, Marco,

>  
> [mm]\integral_{0}^{\bruch{\pi}{2}}{\sin^3 x dx}[/mm]
>
> Ich habe bereits eine Lösung:
>  
> [mm]\bruch{1}{2}\cos {\bruch{\pi}{2}} (-3+\cos^2{\bruch{\pi}{2}})[/mm]
>  

Da [mm] cos(\bruch{\pi}{2}) [/mm] = 0, ist damit Dein gesamtes Ergebnis=0.
Kann wohl nicht sein!

Nun: Bei mir kommt als Stammfunktion [mm] -cos^{3}(x)+\bruch{1}{3}*cos(x) [/mm] raus und damit für das bestimmte Integral: [mm] \bruch{2}{3} [/mm]


Verbesserung: Da ist mir doch die Hochzahl verrutscht:
Stammfunktion -cos(x) [mm] +\bruch{1}{3}*cos^{3}(x) [/mm]
(Ergebnis 2/3 aber natürlich trotzdem OK!)

Danke, MathePower!!!

Bezug
                
Bezug
Partielle Integration: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:39 Mo 18.04.2005
Autor: Schneemann

Hallo Zwerglein,

> Hi, Marco,
>  
> >  

> > [mm]\integral_{0}^{\bruch{\pi}{2}}{\sin^3 x dx}[/mm]
> >
> > Ich habe bereits eine Lösung:
>  >  
> > [mm]\bruch{1}{2}\cos {\bruch{\pi}{2}} (-3+\cos^2{\bruch{\pi}{2}})[/mm]
>  
> >  

> Da [mm]cos(\bruch{\pi}{2})[/mm] = 0, ist damit Dein gesamtes
> Ergebnis=0.
> Kann wohl nicht sein!

Da geb ich Dir recht. Irgendwo stimmt was nicht.

>  
> Nun: Bei mir kommt als Stammfunktion
> [mm]-cos^{3}(x)+\bruch{1}{3}*cos(x)[/mm] raus und damit für das
> bestimmte Integral: [mm]\bruch{2}{3}[/mm]  

Aber bei Dir komt doch auch null raus...oder wie kommst Du auf 2 drittel?

Gruß

Schneemann


Bezug
                        
Bezug
Partielle Integration: Grenzen einsetzen ...
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:17 Mo 18.04.2005
Autor: Loddar

Hallo Marco!


> > Nun: Bei mir kommt als Stammfunktion
> > [mm]-cos^{3}(x)+\bruch{1}{3}*cos(x)[/mm] raus und damit für das
> > bestimmte Integral: [mm]\bruch{2}{3}[/mm]  
>
> Aber bei Dir komt doch auch null raus...oder wie kommst Du
> auf 2 drittel?

Mal davon abgesehen, ich erhalte dasselbe Ergebnis wie weiter unten von MathePower angegeben:

$F(x) \ = \ [mm] \bruch{1}{3}*\cos^3(x) [/mm] - [mm] \cos(x) [/mm] \ + \ C$


Aber Du scheinst beim Einsetzen der Grenzen einen Fehler zu machen.
Zur Veranschaulichung bleiben wir mal bei Zwerglein's Stammfunktion.
Für die andere (= die richtige (?) ;-) ) Stammfunktion kannst Du das ja mal selber probieren ...

[mm] $\left[-\cos^3(x)+\bruch{1}{3}*\cos(x)\right]_0^{\pi/2}$ [/mm]

$= \ [mm] \left[-\cos^3\left(\bruch{\pi}{2}\right)+\bruch{1}{3}*\cos\left(\bruch{\pi}{2}\right)\right] [/mm] \ - \ [mm] \left[-\cos^3\left(0\right)+\bruch{1}{3}*\cos\left(0\right)\right]$ [/mm]

$= \ [mm] \left[-0^3+\bruch{1}{3}*0\right] [/mm] \ - \ [mm] \left[-1^3+\bruch{1}{3}*1\right]$ [/mm]

$= \ 0 \ - \ [mm] \left(-\bruch{2}{3}\right) [/mm] \ = \ [mm] \bruch{2}{3}$ [/mm]


[aufgemerkt] Bei trigonometrischen Funktionen (und z.B. auch bei Logarithmus- oder Exponentialfunktionen) ist der Funktionswert häufig $f(0) \ [mm] \not= [/mm] \ 0$ !!


Gruß
Loddar


Bezug
                                
Bezug
Partielle Integration: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:39 Mo 18.04.2005
Autor: Schneemann

Danke Loddar,

Du/Ihr habt natürlich recht; da war wahrscheinlich auch mein Fehler;ich hab die untere Integrationsgrenze (da 0) einfach nicht beachtet. Ich werd mich heute abend nochmals mit dem Integral beschäftigenund schauen ob ich euer Ergebnis bestätigen kann..

Danke nochmals

Ciao

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Bezug
Partielle Integration: Fehler
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 15:44 Mo 18.04.2005
Autor: MathePower

Hallo,

> Nun: Bei mir kommt als Stammfunktion
> [mm]-cos^{3}(x)+\bruch{1}{3}*cos(x)[/mm] raus und damit für das
> bestimmte Integral: [mm]\bruch{2}{3}[/mm]  

auch diese Stammfunktion kann nicht stimmen.

Meine Stammfunktion lautet:

[mm]\bruch{1}{3}\cos^{3}(x)-\cos(x)[/mm]

Gruß
MathePower

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