Rationale Funktion durch Substitution

Aufrufe: 928     Aktiv: 17.03.2020 um 10:19

0

wie formt man hier am besten weiter um, um eine rationale Funktion zu erhalten? Also sin(2x) geht ja mal nicht, weil dann steht ja 2sincos da und dass hätte ich bis auf den zweier am Anfang schon.. :)

.                

Diese Frage melden
gefragt

Student, Punkte: 126

 
Kommentar schreiben
1 Antwort
1

Das einzige, was ich sehe, ist die Weierstraß-Substitution \(t=\tan (\frac x2)\) gleich bei dem ursprünglichen Integral. Diese ist leider sehr aufwendig. Wenn du die nicht kennst, lies dir am besten mal den Wikipedia-Artikel durch: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Weierstraß-Substitution. 

Du kannst also die beiden Sinus durch \(\frac {2t}{1+t^2}\), den Cosinus durch \(\frac {1-t^2}{1+t^2}\) und \(dx\) durch \(\frac {2dt}{1+t^2}\) ersetzen. Machst du das und entfernst alle Doppelbrüche, hast du eine rationale Funktion.

Diese Antwort melden
geantwortet

Student, Punkte: 5.33K

 

Danke, genau das wollte ich vermeiden :D wie komm ich auf das neue dx?
  ─   thalgaugang1 16.03.2020 um 15:13

\(t=\tan(\frac x2)\Longrightarrow x=2\arctan(t)\Longrightarrow dx=\frac2{1+t^2}dt\).
Wenn du das Integral danach nicht ausrechnen musst, ist es gar nicht so schlimm.
  ─   sterecht 16.03.2020 um 15:17

Nein, das ist leider falsch. Du solltest auf \(\frac{2t}{2t^4-t^3+4t^2+t+2}\) kommen.
Ich glaube, du hast im Zähler eine 2 vergessen (entweder von der Suvstitution des Sinus oder des \(dx\)) und die 4 im Nenner nur einmal und nicht zweimal mit \(1+t^2\) multipliziert. Wenn du den Fehler nicht findest, kann ich auch gern nochmal über deinen Rechenweg schauen.
  ─   sterecht 16.03.2020 um 15:29

Danke! Das wäre nett :) Der Weg steht in der Frage :)   ─   thalgaugang1 16.03.2020 um 16:32

Beim vorletzten Integral sollte \(4(1+t^2)\) im Nenner stehen, nicht \(4(1-t^2)\), das hast du einfach falsch abgeschrieben. Und du bist ja noch nicht fertig, du musst das \(1+t^2\), das bei \(dt\) steht, auch noch mit allem multiplizieren. Wenn du dann noch eine 2 rauskürzt, solltest du auf das richtige Ergebnis kommen.   ─   sterecht 16.03.2020 um 16:41

Danke, aber bei mir kommt da jetzt was mit t^5 raus🤔😅 (Weg steht oben)   ─   thalgaugang1 16.03.2020 um 17:31

Ich hab jetzt noch einen Lösungsweg, ist der auch möglich oder falsch? (oben)   ─   thalgaugang1 16.03.2020 um 17:49

Der letzte ist jetzt richtig, du könntest nur noch eine 2 rauskürzen. Bei dem davor hat im Nenner des Nenners ein Quadrat beim \(1+t^2\) gefehlt, da dieser Term ja sowohl beim Sinus als auch beim Kosinus vorkommt.   ─   sterecht 16.03.2020 um 18:10

Danke :)   ─   thalgaugang1 17.03.2020 um 10:19

Kommentar schreiben