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Schulmathematik » Integralrechnung » Passende Substitution
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Schule J Passende Substitution
Han
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Wohnort: Linz, Österreich
  Themenstart: 2014-12-28

Hallo, Ich frage mich wie man int(e^(-x^2/2),x,,) integriert. Die Substitution u = -x^2/2 führt leider nicht zum Ziel. Kann mir da einer weiterhelfen? Danke. lg, Han


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Max_Cohen
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  Beitrag No.1, eingetragen 2014-12-28

Hi, diese Funktion hat (bekanntermaßen) keine elementare Stammfunktion.


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Buri
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  Beitrag No.2, eingetragen 2014-12-28

Hi Han, die Funktion, die hier integriert wird, ist als Gaußsche Glockenkurve bekannt. Ihre Stammfunktion, die du suchst, heißt Gaußsche Fehlerfunktion und wird mit erf(x) bezeichnet (error function). Es ist keine elementare Funktion, siehe Beitrag #1. Es gilt außerdem int(exp(-x^2/2),x,-\inf,\inf)=sqrt(2\p). Gruß Buri


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Han
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  Beitrag No.3, vom Themenstarter, eingetragen 2014-12-28

Ok. Danke. Was heißt es ist keine elementare Funktion? Man kann die Funktion also nicht einfach integrieren sondern durch andere Überlegungen die Stammfunktion finden? Ich hab mal versucht mit u = x/sqrt(2) zu iintegrieren. int(e^(-u^2)*sqrt(2),u,,) = e^(-u^2)*(-2*u)*sqrt(2) + C Das ergibt aber leider nicht die Gaußfkt. wenn ich differenziere. Was habe ich falsch gemacht? lg, Han


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Ehemaliges_Mitglied
  Beitrag No.4, eingetragen 2014-12-28

\ Hi Han, dein letzten Ansatz kann ich leider überhaupt nicht nachvollziehen. Zur Aufgabe selbst: Ich glaube du kommst auf die Lösung, wenn du (int(e^(-(x^2)/2),x,-\inf ,+\inf ))^2 betrachtest und dir dann etwas mit Fubini überlegst. mfg


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wessi90
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  Beitrag No.5, eingetragen 2014-12-28

Man kann diese Funktion integrieren, da sie stetig ist, existiert eine differenzierbare Stammfunktion, die error-Funktion genannt wird. Sie ist aber nicht durch elementare Funktionen (also Polynome, Potenz-, Exponential- oder trigonomtrische Funktionen) darstellbar. Nur sehr wenige Funktionen haben elementare Stammfunktionen, das merkt man in der Schule aber oft nicht, da diese dort meist nicht integriert werden.


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Han
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  Beitrag No.6, vom Themenstarter, eingetragen 2014-12-28

Danke für die Antworten. Ich hatte mich verschrieben. Ich habe oben die Substitution u = x/sqrt(2) verwendet. lg, Han


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Buri
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  Beitrag No.7, eingetragen 2014-12-28

Hi Han, jede wie auch immer geartete Substitution ändert nichts daran, dass das unbestimmte Integral, also die Stammfunktion, nicht durch elementare Funktion dargestellt werden kann. Gruß Buri


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Ex_Senior
  Beitrag No.8, eingetragen 2014-12-28

\quoteon(2014-12-28 16:44 - Han in Beitrag No. 6) A) Danke für die Antworten. B) Ich hatte mich verschrieben. ... \quoteoff B) Ja, nicht so schlimm. A) Hast Du diese auch gelesen? Falls ja, ist die Bemerkung A) im Grunde überflüssig. \ Etwa \big G(x) = int(exp(-t^2/2),t,0,x) \normal definiert eine neue__ Funktion, die nicht__ durch andere elementare Funktionen angebbar ist. [Die Antwort wurde nach Beitrag No.6 begonnen.]


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Han
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  Beitrag No.9, vom Themenstarter, eingetragen 2014-12-29

Hallo, Ich habe nun auch erkannt das die Substitution zu nichts führt. Danke für die Geduld. lg, Han


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Han hat die Antworten auf ihre/seine Frage gesehen.
Han hat selbst das Ok-Häkchen gesetzt.

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