Integralrechnung: Ober- und Untersummen, bestimmte und unbestimmte Integrale
Ober- und Untersummen sind wie Treppen, die sich einer Kurve immer mehr annähern. Stellt euch vor, ihr wollt die Fläche unter f(x) = x² berechnen - ihr teilt das Intervall in immer kleinere Rechtecke auf. Die Untersumme nutzt die kleineren Funktionswerte, die Obersumme die größeren.
Die Magie passiert, wenn n gegen unendlich geht: Die Rechtecke werden unendlich schmal und ihr erhaltet den exakten Flächeninhalt. Mit der Formel für Quadratzahlen könnt ihr das elegant berechnen: 1² + 2² + ... + n² = nn+12n+1/6.
Das unbestimmte Integral ist die Menge aller Stammfunktionen einer Funktion - quasi das Gegenteil vom Ableiten. Wenn f(x) = 3x² ist, dann ist F(x) = x³ + c eine Stammfunktion (plus beliebige Konstante c).
Merktipp: Beim bestimmten Integral müsst ihr immer erst die Nullstellen finden und Flächen unterhalb der x-Achse als Betrag nehmen!
Das bestimmte Integral gibt euch die tatsächliche Flächenbilanz zwischen zwei Grenzen an. Hier rechnet ihr: F(obere Grenze) - F(untere Grenze). Bei Funktionen, die die x-Achse schneiden, müsst ihr die Intervalle aufteilen und negative Flächen positiv machen.