Berechnung einer Stammfunktion einer trigonometrischen Funktion

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1.5 Berechnen Sie die Stammfunktion der Funktion $h$ mit $h(x) = 4 \sin(2x)$, $x \in \mathbb{R}$, deren Schaubild durch den Punkt $P(\pi | 1)$ verläuft. (4 Punkte)

Animierte Videolösung

Die erste Hälfte ist kostenlos, die komplette Lösung gibt es in der App.

Schriftliche Lösung Schritt für Schritt

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Schritt 1

In dieser Aufgabe sollen wir die Stammfunktion H von x der Funktion h von x gleich vier mal Sinus von zwei x bestimmen, die durch den Punkt P mit den Koordinaten Pi und eins verläuft.

Bestimmung einer speziellen Stammfunktion

$$h(x) = 4\sin(2x)$$
$$P(\pi | 1)$$
2
Schritt 2

Zuerst bestimmen wir die allgemeine Stammfunktion. Wir erinnern uns, dass die Stammfunktion des Sinus der negative Kosinus ist.


1. Allgemeine Stammfunktion

$$H(x) = \int 4\sin(2x) \, dx$$
3
Schritt 3

Da wir eine lineare Verkettung mit zwei x im Sinus haben, müssen wir beim Integrieren durch die innere Ableitung, also durch zwei, teilen.

4
Schritt 4

Vier mal minus ein halb ergibt minus zwei. Unsere allgemeine Stammfunktion lautet also minus zwei mal Kosinus von zwei x plus C.

5
Schritt 5

Nun nutzen wir den gegebenen Punkt P, um die Integrationskonstante C zu berechnen. Der Funktionswert an der Stelle Pi muss eins sein.

2. Bestimmung der Konstante $C$

$$H(x) = -2\cos(2x) + C$$
$$P(\pi | 1) \implies H(\pi) = 1$$

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