restart;GrundbegriffeAufgabe 1Maple f\344llt NICHT auf die falsche Integralauswertung herein!Int(1/x^2,x=-1..2)=int(1/x^2,x=-1..2);IntegrationstechnikenAufgabe 1Partielle Integration wird korrekt ausgef\374hrt:(Bemerkung: Die Integrationskonstanten fehlen jeweils.)Int(x^2*sin(x),x)=int(x^2*sin(x),x);Variante: Hier wird mit Hilfe eines Student-Packages die partielle Integration schrittweise ausgef\374hrt:with(Student:-Calculus1):
infolevel[Student[Calculus1]] := 1:Rule[parts, x^2,-cos(x)](Int(x^2*sin(x), x));Das Integral \374ber -2xcos(x) wird (mittels partieller Integration) ausgewertet:Rule[parts, -2*x,sin(x)](%);Konstante werden vor das Integral gezogen:Rule[constantmultiple](%);Das Integral \374ber sin(x) wird ausgewertet:Rule[sin](%);Aufgabe 2Int((sin(x))^n, x)=int((sin(x))^n, x);Das ist offenbar auch f\374r Maple nicht so einfach!with(Student:-Calculus1):
infolevel[Student[Calculus1]] := 1:Zun\344chst partielle Integration:Rule[parts, (sin(x))^(n-1), -cos(x)](Int((sin(x))^n, x));Konstante werden vor das Integral gezogen:Rule[constantmultiple](%);Es wird ausgenutzt: cos^2=1-sin^2:Rule[rewrite,(cos(x))^2=1-(sin(x))^2](%);Es wird ausgenutzt: sin^n/sin^2=sin^(n-2):Rule[rewrite,(sin(x))^n/(sin(x))^2=(sin(x))^(n-2)](%);Die Sinus-Terme im Integranden rechts werden ausmultipliziert:Rule[rewrite,(sin(x))^(n-2)*(-1+(sin(x))^2)=-(sin(x))^(n-2)+(sin(x))^n](%);Die Additivit\344t des Integrals wird ausgenutzt:Rule[sum](%);a:=simplify(%);Jetzt wird das Integral \374ber sin^n isoliert:isolate(Int((sin(x))^n,x)=rhs(a),Int((sin(x))^n,x));UFF!!Aufgabe 3Int((sin(t))^2*cos(t),t)=int((sin(t))^2*cos(t),t);Aufgabe 4Int(tan(x),x)=int(tan(x),x);Aufgabe 5Int(x^2/sqrt(1-x^2),x)=int(x^2/sqrt(1-x^2),x);Uneigentliche IntegraleAufgabe 1Int(exp(-x),x=0..infinity)=int(exp(-x),x=0..infinity);Aufgabe 2Int(1/sqrt(x),x=0..1)=int(1/sqrt(x),x=0..1);Aufgabe 3Int(1/x^2,x=-1..0)=int(1/x^2,x=-1..0);Int(1/x^2,x=0..2)=int(1/x^2,x=0..2);MehrfachintegraleAufgabe 1Int( Int(1,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1)=Int( int(1,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1);Int( int(1,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1)=int( int(1,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1);Fl\344che:=int( int(1,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1);Aufgabe 2Zun\344chst wird die Fl\344che A berechnet (vgl. auch Aufgabe 1):Int( Int(1,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1)=int( int(1,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1);A:=int( int(1,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1);Nun wird schrittweise das Doppelintegral berechnet (inneres Integral in y, \344u\337eres in x):Int( Int(x,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1)=Int( int(x,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1);Int( int(x,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1)=int( int(x,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1);Jetzt wird das Doppelintegral durch die Fl\344che dividiert:1/'A'*Int( Int(x,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1)= int( int(x,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1) /A;Aufgabe 3Zun\344chst wird die Fl\344che A berechnet (vgl. auch Aufgabe 1):Int( Int(1,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1)=int( int(1,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1);A:=int( int(1,y=0..sqrt(1-x^2)), x=0..1);Nun wird schrittweise das Doppelintegral berechnet (inneres Integral in x, \344u\337eres in y):Int( Int(x,x=0..sqrt(1-y^2)), y=0..1)=Int( int(x,x=0..sqrt(1-y^2)), y=0..1);Int( int(x,x=0..sqrt(1-y^2)), y=0..1)=int( int(x,x=0..sqrt(1-y^2)), y=0..1);Jetzt wird das Doppelintegral durch die Fl\344che dividiert:1/'A'*Int( Int(x,x=0..sqrt(1-y^2)), y=0..1)= int( int(x,x=0..sqrt(1-y^2)), y=0..1) /A;