Übung 2

Dr Franke Ghostwriter
Hat jemand schon die Übung 2 versucht zu lösen? Ich verzweifle momentan etwas.

[tex] f(x)=2x\cdot e^-x^2 [/tex] (Anmerkung: Formel habe ich leider nicht besser hinbekommen, im normalen Schreibstil ist es ja eigentlich bei e^-x^2 - also doppelte Potenzierung).

A: [tex] \int f(x)=-e^-x^2+c [/tex]

B: [tex] \int_{1}^\infty f(x)=-{\frac{1}{(e^2)}} [/tex]

C: [tex] \int_{2}^\infty f(x)=-{\frac{1}{e}} [/tex]

D: [tex] \int_{0}^\infty f(x)=1 [/tex]

E: [tex] \int_{0}^{1} f(x)=3 [/tex]

Wenn ich die partielle Integrationsregel [tex] \int f'(x) \cdot g(x) dx = f(x) \cdot g(x) - \int f(x) \cdot g'(x) dx [/tex] anwende,
dann habe ich für [tex] \int 2x \cdot e^-x^2 dx [/tex] mit
[tex] f'= e^-x^2 [/tex]
[tex] f= -{\frac{1}{2}} e^-x^2 [/tex]
[tex] g=2x [/tex]
[tex] g'=2 [/tex] ein Ergebnis, wo ich bei den 5 Lösungsmöglichkeiten keine Zustimmung bekomme.
Mein Ergebnis ist dann:[tex] (-x-{\frac{1}{2}})e^-x^2 +c[/tex].
Wenn ich das aber einsetze in B-E, dann komme ich nie auf eine der Lösungen.

Verwende ich für:
[tex] f'=2x [/tex]
[tex] f=x^2 [/tex]
[tex] g= e^-x^2 [/tex]
[tex] g'= -2e^-x^2 [/tex],
dann komme ich auf gar keinen grünen Zweig... 😕

Wo mache ich was falsch?
 
Ich glaube, man kann die Aufgabe einfacher angehen. Wenn du die Funktion von A ableitest, stellst du fest, dass das Ergebnis genau die gegebene Funktion f(x) ist. Damit ist also die Funktion bei A eine Stammfunktion zu f(x). Mit dieser kannst du dann die anderen Lösungsmöglichkeiten überprüfen.
 
Noch einfacher hast du es, wenn du dir folgendes merkst:

Beim Integrieren einer e-Funktion in der Form, wie du sie hast, musst du einfach nur den Faktor vor dem e (2x) durch die Ableitung des Exponenten teilen (-2x) und die e-Funktion noch einmal komplett abschreiben.

[tex] \frac {2x} {-2x} \cdot e^{-x^2} [/tex]

Nach dem Kürzen bleibt dann nur noch[tex] -e^{-x^2} [/tex]
 
oder ganz einfach substituieren...

[tex] \int 2 x e^{-x^2} dx [/tex]
[tex] z=-x^2 [/tex]

[tex] \frac {dz} {dx} = -2x [/tex]
[tex] dx = \frac {dz} {-2x} [/tex]

[tex] \int 2 x e^z \frac {dz} {-2x} [/tex]

[tex] - \int e^z dz = -e^z + c = -e^{-x^2} + c [/tex]
 
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