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Mathe

6. Dez. 2025

2.042

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Analyse 2: Einfache Integralrechnung verständlich erklärt

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Jassi @jassi.mu

Die Integralrechnung ist ein mächtiges Werkzeug, das dir hilft, Flächen zu berechnen und aus Änderungsraten wieder die ursprünglichen... Mehr anzeigen

Analysis II
Q1.1 Einführung in die Integralrechnung
Bedeutung des Integrals als Bestandsgröße und orientierten Flächeninhalt
Orientierte Flä

Einführung in die Integralrechnung

Stell dir vor, du willst die Fläche unter einer Kurve berechnen - das Integral macht genau das möglich! Es gibt dir den orientierten Flächeninhalt zwischen einem Funktionsgraphen und der x-Achse an.

Das Besondere dabei Flächen oberhalb der x-Achse bekommen ein positives Vorzeichen, Flächen unterhalb ein negatives. So können sich Bereiche gegenseitig "aufheben".

Die Grundidee ist genial einfach Du teilst das Intervall a,ba,b in n gleichbreite Teilintervalle der Breite Δx = bab-a/n auf. Dann bildest du Rechtecke unter der Kurve und addierst deren Flächeninhalte Sₙ = Δx · f(x1)+f(x2)+...+f(xn1)f(x₁) + f(x₂) + ... + f(xₙ₋₁).

Merke Je mehr Rechtecke du verwendest (n → ∞), desto genauer wird deine Flächenberechnung!

Wenn du den Grenzwert für n → ∞ bildest, erhältst du das bestimmte Integral ∫ₐᵇ f(x)dx. Dieses gibt dir die exakte Summe aller orientierten Flächeninhalte zwischen f(x) und der x-Achse über dem Intervall a,ba,b.

Analysis II
Q1.1 Einführung in die Integralrechnung
Bedeutung des Integrals als Bestandsgröße und orientierten Flächeninhalt
Orientierte Flä

Stammfunktionen und ihre Rechenregeln

Eine Stammfunktion F(x) ist quasi das Gegenteil der Ableitung - ihre Ableitung ergibt wieder die ursprüngliche Funktion F'(x) = f(x). Da beim Ableiten Konstanten verschwinden, gibt es unendlich viele Stammfunktionen F(x) + C.

Die wichtigsten Rechenregeln sind super einfach Bei der Konstantenregel hängst du einfach ein x an f(x)=2F(x)=2xf(x) = 2 → F(x) = 2x. Die Potenzregel funktioniert so f(x) = xⁿ → F(x) = 1/n+1n+1 · xⁿ⁺¹.

Bei verketteten Funktionen nutzt du die lineare Substitution Erst die Ableitung der inneren Funktion bestimmen, dann durch diese teilen. Beispiel f(x) = e²ˣ⁺⁴ → F(x) = ½ · e²ˣ⁺⁴.

Tipp Lerne die Stammfunktionen von eˣ, sin(x), cos(x) und 1/x auswendig - die brauchst du ständig!

Für komplexere e-Funktionen verwendest du den Koeffizientenvergleich Du setzt F(x) = ax2+bx+cax² + bx + c · eˣ an, leitest ab und vergleichst die Koeffizienten mit der ursprünglichen Funktion.

Analysis II
Q1.1 Einführung in die Integralrechnung
Bedeutung des Integrals als Bestandsgröße und orientierten Flächeninhalt
Orientierte Flä

Der Hauptsatz der Integralrechnung

Der Hauptsatz verbindet Ableitung und Integration elegant miteinander und ist dein wichtigstes Werkzeug! Der erste Teil besagt ∫ₐᵇ f(x)dx = F(b) - F(a). Das bedeutet Stammfunktion an den Grenzen einsetzen und subtrahieren.

Die Integralfunktion Iₐ(x) = ∫ₐˣ f(t)dt ordnet jeder Stelle x den orientierten Flächeninhalt von a bis x zu. An der Stelle a selbst ist dieser logischerweise null Iₐ(a) = 0.

Der zweite Teil ist noch cooler Die Ableitung einer Integralfunktion ergibt wieder die ursprüngliche Funktion I'ₐ(x) = f(x). Das zeigt, dass Integralfunktionen nichts anderes als Stammfunktionen sind!

Unterscheide klar zwischen unbestimmten Integralen f(x)dx=F(x)+C∫ f(x)dx = F(x) + C ohne Grenzen und bestimmten Integralen (∫ₐᵇ f(x)dx) mit konkreten Grenzen, die eine Zahl ergeben.

Rechenregeln ∫ₐᵃ f(x)dx = 0 und ∫ₐᵇ f(x)dx + ∫ᵦᶜ f(x)dx = ∫ₐᶜ f(x)dx

Faktoren kannst du vor das Integral ziehen, und Summen von Funktionen kannst du einzeln integrieren.

Analysis II
Q1.1 Einführung in die Integralrechnung
Bedeutung des Integrals als Bestandsgröße und orientierten Flächeninhalt
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Anwendungen der Integralrechnung

Flächenberechnungen zwischen Funktionsgraphen und x-Achse werden richtig spannend, wenn die Funktion Nullstellen hat! Dann musst du schlau vorgehen.

Zuerst bestimmst du alle Nullstellen der Funktion im gewünschten Intervall. Diese teilen deine Fläche in Teilbereiche auf, die du separat berechnen musst, weil sich positive und negative Bereiche sonst gegenseitig aufheben würden.

Die Gesamtfläche berechnest du als A = |∫ₐˣ¹ f(x)dx| + |∫ₓ₁ˣ² f(x)dx| + |∫ₓ₂ᵇ f(x)dx|. Die Betragsstriche sorgen dafür, dass alle Teilflächen positiv gezählt werden.

Trick Mit dem Taschenrechner kannst du oft einfach ∫ₐᵇ |f(x)|dx berechnen - das "klappt" automatisch alle negativen Bereiche nach oben!

Diese Methode funktioniert immer, auch wenn deine Funktion mehrmals die x-Achse kreuzt. So bekommst du den tatsächlichen Flächeninhalt und nicht nur die algebraische Summe orientierter Flächen.

Analysis II
Q1.1 Einführung in die Integralrechnung
Bedeutung des Integrals als Bestandsgröße und orientierten Flächeninhalt
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Änderungsraten und Funktionenscharen

Änderungsraten begegnen dir überall im echten Leben! Die Geschwindigkeit ist die Änderungsrate des Weges, die Beschleunigung die Änderungsrate der Geschwindigkeit. Integrale helfen dir, aus diesen Raten die ursprünglichen Größen zurückzugewinnen.

Bei Funktionenscharen wie fₐ(x) = ½xax-a² + 1/a hast du einen Parameter a, der eine ganze Familie von Funktionen definiert. Jeder Wert von a ergibt eine andere Funktion der Schar.

Parameter haben verschiedene geometrische Bedeutungen Bei f(x) = x² ± a verschiebst du den Graphen auf der y-Achse, bei f(x) = (x ± a)² auf der x-Achse. Der Parameter bei f(x) = ax² streckt oder staucht den Graphen.

Analysestrategie Behandle den Parameter a wie eine beliebige Konstante und löse nach x auf!

Beispiel für Nullstellen Bei fₐ(x) = ax² - 5 setzt du null und löst auf x = ±√5/a5/a. So findest du die Nullstellen aller Funktionen der Schar auf einmal - extrem effizient für Untersuchungen!

Wir dachten, du würdest nie fragen...

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

iOS user

Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

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Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

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Stammfunktionen und ihre Rechenregeln

Eine Stammfunktion F(x) ist quasi das Gegenteil der Ableitung - ihre Ableitung ergibt wieder die ursprüngliche Funktion: F'(x) = f(x). Da beim Ableiten Konstanten verschwinden, gibt es unendlich viele Stammfunktionen: F(x) + C.

Die wichtigsten Rechenregeln sind super einfach: Bei der Konstantenregel hängst du einfach ein x an f(x)=2F(x)=2xf(x) = 2 → F(x) = 2x. Die Potenzregel funktioniert so: f(x) = xⁿ → F(x) = 1/n+1n+1 · xⁿ⁺¹.

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Tipp: Lerne die Stammfunktionen von eˣ, sin(x), cos(x) und 1/x auswendig - die brauchst du ständig!

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Der zweite Teil ist noch cooler: Die Ableitung einer Integralfunktion ergibt wieder die ursprüngliche Funktion: I'ₐ(x) = f(x). Das zeigt, dass Integralfunktionen nichts anderes als Stammfunktionen sind!

Unterscheide klar zwischen unbestimmten Integralen f(x)dx=F(x)+C∫ f(x)dx = F(x) + C ohne Grenzen und bestimmten Integralen (∫ₐᵇ f(x)dx) mit konkreten Grenzen, die eine Zahl ergeben.

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Zuerst bestimmst du alle Nullstellen der Funktion im gewünschten Intervall. Diese teilen deine Fläche in Teilbereiche auf, die du separat berechnen musst, weil sich positive und negative Bereiche sonst gegenseitig aufheben würden.

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Änderungsraten und Funktionenscharen

Änderungsraten begegnen dir überall im echten Leben! Die Geschwindigkeit ist die Änderungsrate des Weges, die Beschleunigung die Änderungsrate der Geschwindigkeit. Integrale helfen dir, aus diesen Raten die ursprünglichen Größen zurückzugewinnen.

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Analysestrategie: Behandle den Parameter a wie eine beliebige Konstante und löse nach x auf!

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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