AnleitungAnalysisAnalysis 1

Parameterintegrale und Doppelintegrale über Gebiete.

Beschreibe das Gebiet durch klare Grenzen, entscheide die Integrationsreihenfolge und behandle Parameterableitungen nur unter passenden Voraussetzungen.

Titelbild: Parameterintegrale und Doppelintegrale über Gebiete.

Doppelintegral als iteriertes Integral

Für das Rechteck [0,1]×[0,2][0,1]\times[0,2]:

∫01∫02(x+y)dydx. \int_0^1\int_0^2(x+y)\,dy\,dx.

SchrittRechnung
inneres Integral∫02(x+y)dy=2x+2\int_0^2(x+y)dy=2x+2
äußeres Integral∫01(2x+2)dx\int_0^1(2x+2)dx
auswerten[x2+2x]01=3[x^2+2x]_0^1=3

Nichtrechteckiges Gebiet

Für das Dreieck D={(x,y):0≤x≤1,0≤y≤x}D=\{(x,y):0\le x\le1,0\le y\le x\}:

∬Df(x,y)dA=∫01∫0xf(x,y)dydx. \iint_D f(x,y)dA=\int_0^1\int_0^x f(x,y)dy\,dx.

Die innere Grenze darf von der äußeren Variablen abhängen.

Reihenfolge wechseln

Dasselbe Dreieck lässt sich auch beschreiben durch

0≤y≤1,qquady≤x≤1. 0\le y\le1,qquad y\le x\le1.

Dann

∫01∫y1f(x,y)dxdy. \int_0^1\int_y^1 f(x,y)dx\,dy.

Parameterintegral ableiten

Für

F(t)=∫01etxdx F(t)=\int_0^1 e^{tx}dx

gilt unter passenden Stetigkeits- und Majorantenvoraussetzungen

F'(t)=∫01xetxdx. F'(t)=\int_0^1 xe^{tx}dx.

Fehlercheck

  • Gebiet skizzieren und jede Grenze mit einer geometrischen Kante verbinden.
  • Innere Variable zuerst integrieren; andere Variable dabei konstant behandeln.
  • Ableitung unter dem Integral nicht ohne Regularitäts- oder Dominanzbedingung vertauschen.

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