Partielle Integration und auflösen

Aufrufe: 1383     Aktiv: 13.01.2020 um 10:37

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Hallo zusammen

Ich verstehe folgendes nicht, warum kann man hier Linearität anwenden? Wie kommt man auf ..../n^2 + 1? Warum? Ich verstehs einfach nicht.

 

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Student, Punkte: 205

 
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Hallo,

Linearität bedeutet, das 

$$ f(\lambda \cdot x_1 + x_2) = \lambda f(x_1) + f(x_2) $$

gilt. Das Integral ist ein linearer Operator, denn wir dürfen sowohl einen konstanten Vorfaktor vor das Integral ziehen, als auch eine Summe als Integrand in eine Summe von Integralen zerlegen. 
Wir nutzen hier also die Linearität um \( n^2 \) vor das Integral zu holen. Weiter wird folgendermaßen umgeformt

$$ \begin{array}{ccccl} & \int e^x \cos(nx) \mathrm{d}x & = &  e^x \cos(nx) + ne^x \sin(nx) - n^2 \int e^x \cos(nx) \mathrm{d}x  & | + n^2 \int e^x \cos(nx) \mathrm{d}x  \\ \Rightarrow & 1  \int e^x \cos(nx) \mathrm{d}x + n^2 \int e^x \cos(nx) \mathrm{d}x & = &  e^x \cos(nx) + ne^x \sin(nx) \\ \Rightarrow & (n^2 + 1)  \int e^x \cos(nx) \mathrm{d}x & = & e^x \cos(nx) + ne^x \sin(nx) & | \div (n^2 +1) \\ \Rightarrow & \int e^x \cos(nx) \mathrm{d}x & = & \frac {e^x \cos(nx) + ne^x \sin(nx)} {n^2 +1} \end{array} $$

Grüße Christian

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Oh super vielen Dank!   ─   sayuri 12.01.2020 um 18:48

Sehr gerne :)   ─   christian_strack 12.01.2020 um 18:49

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