Analysis Beispiele

$\int \sqrt{t} (t^{2} + 3 t + 2) d t$

Schritt 1

Integriere partiell durch Anwendung der Formel $\int u d v = u v - \int v d u$ , mit $u = t^{2} + 3 t + 2$ und $d v = \sqrt{t}$ .

$(t^{2} + 3 t + 2) (\frac{2}{3} t^{\frac{3}{2}}) - \int \frac{2}{3} t^{\frac{3}{2}} (2 t + 3) d t$

Schritt 2

Vereinfache.

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Schritt 2.1

Kombiniere $\frac{2}{3}$ und $t^{\frac{3}{2}}$ .

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{2}{3} t^{\frac{3}{2}} (2 t + 3) d t$

Schritt 2.2

Kombiniere $\frac{2}{3}$ und $t^{\frac{3}{2}}$ .

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} (2 t + 3) d t$

Schritt 3

Vereinfache.

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Schritt 3.1

Wende das Distributivgesetz an.

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} (2 t) + \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} \cdot 3 d t$

Schritt 3.2

Stelle $\frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3}$ und $2$ um.

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int 2 \cdot \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} t + \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} \cdot 3 d t$

Schritt 3.3

Stelle $\frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3}$ und $3$ um.

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int 2 \cdot \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} t + 3 \cdot \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} d t$

Schritt 3.4

Kombiniere $2$ und $\frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3}$ .

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{2 (2 t^{\frac{3}{2}})}{3} t + 3 \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} d t$

Schritt 3.5

Mutltipliziere $2$ mit $2$ .

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{4 t^{\frac{3}{2}}}{3} t + 3 \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} d t$

Schritt 3.6

Kombiniere $\frac{4 t^{\frac{3}{2}}}{3}$ und $t$ .

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{4 t^{\frac{3}{2}} t}{3} + 3 \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} d t$

Schritt 3.7

Potenziere $t$ mit $1$ .

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{4 (t^{\frac{3}{2}} t^{1})}{3} + 3 \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} d t$

Schritt 3.8

Wende die Exponentenregel $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ an, um die Exponenten zu kombinieren.

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{4 t^{\frac{3}{2} + 1}}{3} + 3 \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} d t$

Schritt 3.9

Schreibe $1$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner.

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{4 t^{\frac{3}{2} + \frac{2}{2}}}{3} + 3 \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} d t$

Schritt 3.10

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{4 t^{\frac{3 + 2}{2}}}{3} + 3 \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} d t$

Schritt 3.11

Addiere $3$ und $2$ .

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{4 t^{\frac{5}{2}}}{3} + 3 \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} d t$

Schritt 3.12

Kombiniere $3$ und $\frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3}$ .

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{4 t^{\frac{5}{2}}}{3} + \frac{3 (2 t^{\frac{3}{2}})}{3} d t$

Schritt 3.13

Mutltipliziere $3$ mit $2$ .

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{4 t^{\frac{5}{2}}}{3} + \frac{6 t^{\frac{3}{2}}}{3} d t$

Schritt 4

Vereinfache.

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Schritt 4.1

Faktorisiere $3$ aus $6 t^{\frac{3}{2}}$ heraus.

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{4 t^{\frac{5}{2}}}{3} + \frac{3 (2 t^{\frac{3}{2}})}{3} d t$

Schritt 4.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 4.2.1

Faktorisiere $3$ aus $3$ heraus.

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{4 t^{\frac{5}{2}}}{3} + \frac{3 (2 t^{\frac{3}{2}})}{3 (1)} d t$

Schritt 4.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{4 t^{\frac{5}{2}}}{3} + \frac{3 (2 t^{\frac{3}{2}})}{3 \cdot 1} d t$

Schritt 4.2.3

Forme den Ausdruck um.

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{4 t^{\frac{5}{2}}}{3} + \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{1} d t$

Schritt 4.2.4

Dividiere $2 t^{\frac{3}{2}}$ durch $1$ .

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - \int \frac{4 t^{\frac{5}{2}}}{3} + 2 t^{\frac{3}{2}} d t$

Schritt 5

Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - (\int \frac{4 t^{\frac{5}{2}}}{3} d t + \int 2 t^{\frac{3}{2}} d t)$

Schritt 6

Da $\frac{4}{3}$ konstant bezüglich $t$ ist, ziehe $\frac{4}{3}$ aus dem Integral.

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - (\frac{4}{3} \int t^{\frac{5}{2}} d t + \int 2 t^{\frac{3}{2}} d t)$

Schritt 7

Gemäß der Potenzregel ist das Integral von $t^{\frac{5}{2}}$ nach $t$ gleich $\frac{2}{7} t^{\frac{7}{2}}$ .

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - (\frac{4}{3} (\frac{2}{7} t^{\frac{7}{2}} + C) + \int 2 t^{\frac{3}{2}} d t)$

Schritt 8

Kombiniere $\frac{2}{7}$ und $t^{\frac{7}{2}}$ .

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - (\frac{4}{3} (\frac{2 t^{\frac{7}{2}}}{7} + C) + \int 2 t^{\frac{3}{2}} d t)$

Schritt 9

Da $2$ konstant bezüglich $t$ ist, ziehe $2$ aus dem Integral.

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - (\frac{4}{3} (\frac{2 t^{\frac{7}{2}}}{7} + C) + 2 \int t^{\frac{3}{2}} d t)$

Schritt 10

Gemäß der Potenzregel ist das Integral von $t^{\frac{3}{2}}$ nach $t$ gleich $\frac{2}{5} t^{\frac{5}{2}}$ .

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - (\frac{4}{3} (\frac{2 t^{\frac{7}{2}}}{7} + C) + 2 (\frac{2}{5} t^{\frac{5}{2}} + C))$

Schritt 11

Vereinfache.

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Schritt 11.1

Kombiniere $\frac{2}{5}$ und $t^{\frac{5}{2}}$ .

$(t^{2} + 3 t + 2) \frac{2 t^{\frac{3}{2}}}{3} - (\frac{4}{3} (\frac{2 t^{\frac{7}{2}}}{7} + C) + 2 (\frac{2 t^{\frac{5}{2}}}{5} + C))$

Schritt 11.2

Vereinfache.

$\frac{t^{\frac{7}{2}} \cdot 2}{3} + 2 t^{\frac{5}{2}} + \frac{4 t^{\frac{3}{2}}}{3} - (\frac{4}{3} \cdot \frac{2 t^{\frac{7}{2}}}{7} + 2 \frac{2 t^{\frac{5}{2}}}{5}) + C$

Schritt 11.3

Vereinfache.

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Schritt 11.3.1

Bringe $2$ auf die linke Seite von $t^{\frac{7}{2}}$ .

$\frac{2 \cdot t^{\frac{7}{2}}}{3} + 2 t^{\frac{5}{2}} + \frac{4 t^{\frac{3}{2}}}{3} - (\frac{4}{3} \cdot \frac{2 t^{\frac{7}{2}}}{7} + 2 \frac{2 t^{\frac{5}{2}}}{5}) + C$

Schritt 11.3.2

Mutltipliziere $\frac{4}{3}$ mit $\frac{2 t^{\frac{7}{2}}}{7}$ .

$\frac{2 t^{\frac{7}{2}}}{3} + 2 t^{\frac{5}{2}} + \frac{4 t^{\frac{3}{2}}}{3} - (\frac{4 (2 t^{\frac{7}{2}})}{3 \cdot 7} + 2 \frac{2 t^{\frac{5}{2}}}{5}) + C$

Schritt 11.3.3

Mutltipliziere $2$ mit $4$ .

$\frac{2 t^{\frac{7}{2}}}{3} + 2 t^{\frac{5}{2}} + \frac{4 t^{\frac{3}{2}}}{3} - (\frac{8 t^{\frac{7}{2}}}{3 \cdot 7} + 2 \frac{2 t^{\frac{5}{2}}}{5}) + C$

Schritt 11.3.4

Mutltipliziere $3$ mit $7$ .

$\frac{2 t^{\frac{7}{2}}}{3} + 2 t^{\frac{5}{2}} + \frac{4 t^{\frac{3}{2}}}{3} - (\frac{8 t^{\frac{7}{2}}}{21} + 2 \frac{2 t^{\frac{5}{2}}}{5}) + C$

Schritt 11.3.5

Kombiniere $2$ und $\frac{2 t^{\frac{5}{2}}}{5}$ .

$\frac{2 t^{\frac{7}{2}}}{3} + 2 t^{\frac{5}{2}} + \frac{4 t^{\frac{3}{2}}}{3} - (\frac{8 t^{\frac{7}{2}}}{21} + \frac{2 (2 t^{\frac{5}{2}})}{5}) + C$

Schritt 11.3.6

Mutltipliziere $2$ mit $2$ .

$\frac{2 t^{\frac{7}{2}}}{3} + 2 t^{\frac{5}{2}} + \frac{4 t^{\frac{3}{2}}}{3} - (\frac{8 t^{\frac{7}{2}}}{21} + \frac{4 t^{\frac{5}{2}}}{5}) + C$

Schritt 11.3.7

Um $- (\frac{8 t^{\frac{7}{2}}}{21} + \frac{4 t^{\frac{5}{2}}}{5})$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{3}{3}$ .

$2 t^{\frac{5}{2}} + \frac{4 t^{\frac{3}{2}}}{3} + \frac{2 t^{\frac{7}{2}}}{3} - (\frac{8 t^{\frac{7}{2}}}{21} + \frac{4 t^{\frac{5}{2}}}{5}) \cdot \frac{3}{3} + C$

Schritt 11.3.8

Kombiniere $- (\frac{8 t^{\frac{7}{2}}}{21} + \frac{4 t^{\frac{5}{2}}}{5})$ und $\frac{3}{3}$ .

$2 t^{\frac{5}{2}} + \frac{4 t^{\frac{3}{2}}}{3} + \frac{2 t^{\frac{7}{2}}}{3} + \frac{- (\frac{8 t^{\frac{7}{2}}}{21} + \frac{4 t^{\frac{5}{2}}}{5}) \cdot 3}{3} + C$

Schritt 11.3.9

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$2 t^{\frac{5}{2}} + \frac{4 t^{\frac{3}{2}}}{3} + \frac{2 t^{\frac{7}{2}} - (\frac{8 t^{\frac{7}{2}}}{21} + \frac{4 t^{\frac{5}{2}}}{5}) \cdot 3}{3} + C$

Schritt 11.3.10

Mutltipliziere $3$ mit $- 1$ .

$2 t^{\frac{5}{2}} + \frac{4 t^{\frac{3}{2}}}{3} + \frac{2 t^{\frac{7}{2}} - 3 (\frac{8 t^{\frac{7}{2}}}{21} + \frac{4 t^{\frac{5}{2}}}{5})}{3} + C$

Schritt 11.4

Stelle die Terme um.

$2 t^{\frac{5}{2}} + \frac{4}{3} t^{\frac{3}{2}} + \frac{1}{3} (2 t^{\frac{7}{2}} - 3 (\frac{8}{21} t^{\frac{7}{2}} + \frac{4}{5} t^{\frac{5}{2}})) + C$