Aufleiten Substitution

Die Integration durch Substitution wird immer dann angewendet, wenn ein Faktor des Integranden die Ableitung der inneren Funktion des anderen Faktors ist. Als Faustregel kann gesagt werden: Substitution ist beim Integrieren immer dann angezeigt, wenn man die Kettenregel benutzen würde, um den Term abzuleiten.

Vorgehensweise:

♦Substitution, Ableitung und Umstellen

♦Substitution bei der Integralaufgabe durchführen

♦Integral lösen

♦Rücksubstitution durchführen

Merkregel 1 Die Stammfunktion / das unbestimmte Integral einer Funktion ist wieder eine Funktion bzw. eine Menge von Funktionen!

Merkregel 2:  Das bestimmte Integral einer Funktion ist eine Zahl!


Substitution

→ Bei φ handelt es sich um das kleine „Phi“ des griechischen Alphabets!

Beispiel 1

Gegeben haben wir folgende Funktion  Funktion

•Durch Substitution haben wir u= x+1

•Nun differenzieren wir die Substitution Substitution

• Jetzt lösen wir nach dx auf und erhalten dafür dx= 1du

• Als integral umgeschrieben haben wir  ∫ u2 du

• Nun differenzieren wir die Grenzen des Integrals, indem wir unser u=x+1  in die obere und untere Grenze einsetzen

Untere Grenze: u= -1+1=0

Obere Grenze:  u= 2+1=3

Damit lautet das Integral Integral

folgt: Integral  2


Beispiel 2

Beispiel

•Substitution u= x+2

Beispiel 2     →  umgestellt nach dx: dx=1du

•Integrattionsgrenzen

Untere Grenze: u= 0+2=0

Obere Grenze:  u= 2π+ 2

•Somit lautet das Integral ​  Integral

•Integral durchführen  Integral