Iterierte Integrale berechnen

Aufrufe: 2794     Aktiv: 04.11.2019 um 12:32

0

Hallo,

Ich brauche Hilfe dabei diese Iterierten Integrale zu berechnen. In der Vorlesung hat der prof die Funktionen immer erst skizziert um die Grenzen ablesen zu können, alledings waren die Beispiele in der Vorlesung etwas einfacher und ich weiß nicht genau wie ich diese Funktionen skizzieren soll oder wie man sonst herausfindet welche Grenzen man einsetzt.

Das berechnen an sich habe ich schon verstanden, aber auch nur bei Funktionen die nicht so aufgesplittet sind. Ich weiß jetzt auch nicht genau,wie ich damit umgehen soll, dass die Funktion so aufgeteilt ist.

Kann mir da villeicht jemand helfen?

Diese Frage melden
gefragt

Student, Punkte: 95

 
Kommentar schreiben
3 Antworten
0

Hallo,

für \( f(x,y) \) haben wir nur eine Einschränkung. 

$$ 0 \leq y \leq \sqrt{x} $$

Das macht das zweite Integral relativ eindeutig

$$ \int_{0}^{\infty} \int_{0}^{\sqrt{x}} f(x,y) \mathrm{d}y \mathrm{d}x $$

Für das erste müssen wir unsere Grenzen so umformen, das wir nicht über eine Variable integrieren, die sich noch in den Grenzen befindet. 
Das bedeutet wir müssen die Nebenbedingung für \( x \) umformen, es gilt

$$ x \geq y^2 \\ y \geq 0 $$

Ich würde also sagen wir erhalten das Integral

$$ \int_{0}^{\infty} \int_{y^2}^{\infty} f(x,y) \mathrm{d}x \mathrm{d}y $$

Nun zu \( g(x,y) \). Ich meine da nur der Punkt \( P(0|0) \) herausgeschnitten wird und ein einzelner Punkt eine Lebesgue Nullmenge ist, können wir das Integral einfach über komplett \(\mathbb{R} \) integrieren. 

Ich muss wieder sagen, dass dies schon etwas her bei mir ist. Was meinst du dazu?

Grüße Christian

Diese Antwort melden
geantwortet

Sonstiger Berufsstatus, Punkte: 29.81K

 

eine Frage zu deinem Integral Christian:
müssten da nicht dx und dy vertauscht werden?
Ansonsten integriere ich doch nach y mit y^2 als untere Grenze oder nicht?
  ─   moped_112 03.11.2019 um 14:56

Hallo,

ja du hast absolut recht. Da habe ich mich verschrieben.
Vielen Dank für den Hinweis. Ich habe es korrigiert :)

Grüße Christian
  ─   christian_strack 03.11.2019 um 15:01

Ich habe die Integrale jetzt so berechnet und es hat alles soweit geklappt. Danke für deine Hilfe.   ─   joline 03.11.2019 um 15:24

Hallo joline,

könntest du mir einmal zeigen, wie du das gemacht hast?
Ich sitze auch an dieser Aufgabe und komme wie schon beschrieben nicht mehr wirklich weiter und weiß auch nicht so recht, wo mein Fehler liegt...
  ─   moped_112 03.11.2019 um 16:40

Das freut mich zu hören Joline :)

Grüße Christian
  ─   christian_strack 03.11.2019 um 16:52

Kommentar schreiben

0

Danke, aber nun habe ich noch eine Frage.

Nämlich wenn ich f(x,y) erst nach x und dann nach y integriere erhalte ich 1/2 als Ergebnis und wenn ich zunächst nach y und dann nach x integriere erhalte ich (da ich die Grenzen ja nun mit tauschen muss) als Ergebnis e^(y^2).

 

Laut Vorlesung sollte sich aber die Integrationsreihenfolge beliebig vertauschen lassen, was ja auch Sinn ergibt.

Hast du einen Tipp, wo da mein Denkfehler liegen könnte?

Gruß

Diese Antwort melden
geantwortet

Student, Punkte: 450

 

Hallo,

ich erhalte bei beiden Integralen den Wert \( \frac 1 2 \). Da du Grenzen in das Integral einsetzt, kannst du nicht einen Ausdruck der von einer Variable abhängt haben.

Sonst lade mal deine Rechnung hoch und ich gucke wo der Fehler liegt.

Grüße Christian
  ─   christian_strack 03.11.2019 um 16:51

Ach ich hatte als du mich korrigiert hast, den Ausdruck für das Integral kopiert und nur vergessen \( x \) und \( y \) zu vertauschen.
Die Integrationsgrenzen waren schon richtig gesetzt. So wie ich das Integral jetzt in meiner Antwort stehen habe ist es zu lösen.

Grüße Christian
  ─   christian_strack 03.11.2019 um 16:54

Das mit dem Bild klappt leider nicht so ganz, deswegen probiere ich es mal so:
\int_0^infty\int_0^(sqrt{x}){2ye^(-x-y^2)}dydx = \int_0^infty{e(^-2x)(e^x-y)}dx
  ─   moped_112 03.11.2019 um 17:26

Kommentar schreiben

0

Diese Antwort melden
geantwortet

Student, Punkte: 450

 

und bei g(x,y) habe ich leider auch noch so ganz verstanden, wie ich jetzt meine Grenzen zu wählen habe... :(   ─   moped_112 03.11.2019 um 17:34

Du machst dir durch das ausklammern das integrieren unnötig schwer

$$ \int_{0}^{\infty} - e^{-2x} + e^{-x} \mathrm{d}x \\ = \int_0^{\infty} -e^{-2x} \mathrm{d}x + \int_0^{\infty} e^{-x} \mathrm{d}x \\ = \left. \frac 1 2 e^{-2x} \right|_0^{\infty} - \left. e^{-x} \right|_0^{\infty} \\ = 0 - \frac 1 2 - 0 + 1 \\ = \frac 1 2 $$

Grüße Christian
  ─   christian_strack 03.11.2019 um 17:34

Bei g(x,y) meine ich mit dem ganzen Raum die Integrationsgrenzen \( -\infty \) bis \( \infty \), also das Integral

$$ \int_{-\infty}^{\infty} \int_{-\infty}^{\infty} g(x,y) \mathrm{d}x \mathrm{d}y $$

Mit dem selben Grenzen dann auch das letzte Integral, nur das die Differentiale vertauscht sind.
  ─   christian_strack 03.11.2019 um 17:36

Aber dann komme ich doch schon nach dem ersten Schritt auf $$ \int_{-\infty}^{infty} 0 \mathrm{d}y $$ oder nicht?
  ─   moped_112 03.11.2019 um 18:00

Ja genau.   ─   christian_strack 04.11.2019 um 12:32

Kommentar schreiben