Analysis Beispiele

$\frac{(x^{2} + 1)}{x^{2}}$

Schritt 1

Schreibe $\frac{(x^{2} + 1)}{x^{2}}$ als Funktion.

$f (x) = \frac{(x^{2} + 1)}{x^{2}}$

Schritt 2

Die Funktion $F (x)$ kann bestimmt werden, indem das unbestimmte Integral der Ableitung $f (x)$ ermittelt wird.

$F (x) = \int f (x) d x$

Schritt 3

Stelle das Integral auf, um zu lösen.

$F (x) = \int \frac{x^{2} + 1}{x^{2}} d x$

Schritt 4

Wende die grundlegenden Potenzregeln an.

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Schritt 4.1

Bringe $x^{2}$ aus dem Nenner durch Potenzieren mit $- 1$ .

$\int (x^{2} + 1) {(x^{2})}^{- 1} d x$

Schritt 4.2

Multipliziere die Exponenten in ${(x^{2})}^{- 1}$ .

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Schritt 4.2.1

Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\int (x^{2} + 1) x^{2 \cdot - 1} d x$

Schritt 4.2.2

Mutltipliziere $2$ mit $- 1$ .

$\int (x^{2} + 1) x^{- 2} d x$

Schritt 5

Multipliziere $(x^{2} + 1) x^{- 2}$ .

$\int x^{2} x^{- 2} + 1 x^{- 2} d x$

Schritt 6

Vereinfache.

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Schritt 6.1

Multipliziere $x^{2}$ mit $x^{- 2}$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 6.1.1

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

$\int x^{2 - 2} + 1 x^{- 2} d x$

Schritt 6.1.2

Subtrahiere $2$ von $2$ .

$\int x^{0} + 1 x^{- 2} d x$

Schritt 6.2

Vereinfache $x^{0}$ .

$\int 1 + 1 x^{- 2} d x$

Schritt 6.3

Mutltipliziere $x^{- 2}$ mit $1$ .

$\int 1 + x^{- 2} d x$

Schritt 7

Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.

$\int d x + \int x^{- 2} d x$

Schritt 8

Wende die Konstantenregel an.

$x + C + \int x^{- 2} d x$

Schritt 9

Gemäß der Potenzregel ist das Integral von $x^{- 2}$ nach $x$ gleich $- x^{- 1}$ .

$x + C - x^{- 1} + C$

Schritt 10

Vereinfache.

$x - \frac{1}{x} + C$

Schritt 11

Die Lösung ist die Stammfunktion der Funktion $f (x) = \frac{x^{2} + 1}{x^{2}}$ .

$F (x) =$ $x - \frac{1}{x} + C$