Regeln für das Berechnen bestimmter Integrale
Für das Berechnen bestimmter Integrale von im Intervall [a; b] stetigen Funktionen f und g können folgende Regeln Anwendung finden:
- Regel zur Übereinstimmung bzw. Vertauschung von Integrationsgrenzen;
- Regel der Intervalladditivität;
- Faktorregel;
- Summenregel
In der folgenden Tabelle sind diese Regeln übersichtlich zusammengestellt.
a∫af(x) dx=0 | Übereinstimmung der Integrationsgrenzen |
b∫af(x) dx=−a∫bf(x) dx | Vertauschen der Integrationsgrenzen |
c∫af(x) dx+ b∫cf(x) dx=b∫af(x) dx | Intervalladditivität |
b∫a k⋅f(x) dx=k⋅b∫af(x) dx | Faktorregel |
b∫a [f(x) ± g(x)] dx=b∫af(x) dx ± b∫ag(x) dx | Summenregel |
Beweis der Summenregel:
Für die unbestimmten Integrale der Funktionen f und g gilt:
∫[f(x) + g(x)] dx=∫f(x) dx+∫g(x) dx=F(x)+G(x)
Daraus folgt:
b∫a[f(x) + g(x)] dx=[F(b)+G(b)]−[F(a)+G(a)]=[F(b)−F(a)]+[G(b)−G(a)]=b∫af(x) dx+b∫ag(x) dx
Beispiel für die Anwendung der Integrationsregeln:
4∫1 2sin2x dx−21∫4cos2x dx=24∫1sin2x dx−21∫4cos2x dx=24∫1sin2x dx−21∫4(1−sin2x ) dx=24∫1sin2x dx+24∫1 (1−sin2x ) dx=24∫1 (sin2x+1−sin2x ) dx=24∫1dx=[2 x] 4 1=6