Rechner für unbestimmte Integrale

Berechnen Sie symbolische unbestimmte Integrale und Stammfunktionen.

Unterstützt Potenz-, logarithmische, trigonometrische und exponentielle integrals, linear substitution, u-Substitution patterns und gängige Muster der partiellen Integration.

Unbestimmtes Integral berechnen

Geben Sie einen Ausdruck ein, der x als Variable verwendet.

Bei Beispielen können Sie 2x statt 2*x verwenden. Verwenden Sie Klammern für zusammengesetzte Ausdrücke wie sin(2x+1).

Beispiel ausprobieren:

Unterstützte Eingaben

  • Potenzen: x^3
  • Negative Potenzen: x^-2
  • Koeffizienten: 5x^2
  • Addition: x^2+3x
  • Subtraktion: x^3-2x
  • Multiplikation: x*sin(x)
  • Division: 1/x
  • Klammern: (x+1)^3
  • Sinus: sin(x)
  • Kosinus: cos(x)
  • Logarithmus: ln(x)
  • Exponentiell: exp(x)

Unterstützte Funktionen sind sin, cos, tan, sec, csc, cot, ln, log, log10, exp und sqrt.

Wichtige Integrationsformeln

Potenzregel

\[ \int x^n\,dx = \frac{x^{n+1}}{n+1}+C, \qquad n\ne-1 \]

Sonderfall

\[ \int\frac{1}{x}\,dx = \ln|x|+C \]

Exponentialfunktion

\[ \int e^x\,dx=e^x+C \]

Sinus

\[ \int\sin(x)\,dx=-\cos(x)+C \]

Kosinus

\[ \int\cos(x)\,dx=\sin(x)+C \]

Partielle Integration

\[ \int u\,dv = uv-\int v\,du \]

U-Substitution

\[ u=g(x), \qquad du=g'(x)\,dx \]

Beispiele für unbestimmte Integrale

Polynom

\[ \int x^3\,dx = \frac{x^4}{4}+C \]

Kehrwert

\[ \int\frac{1}{x}\,dx = \ln|x|+C \]

Trigonometrisch

\[ \int\sin(x)\,dx = -\cos(x)+C \]

Lineare Substitution

\[ \int\sin(2x)\,dx = -\frac{1}{2}\cos(2x)+C \]

Exponentielle Substitution

\[ \int e^{3x}\,dx = \frac{1}{3}e^{3x}+C \]

Logarithmus

\[ \int\ln(x)\,dx = x\ln(x)-x+C \]

Arctangens-Muster

\[ \int\frac{1}{1+x^2}\,dx = \arctan(x)+C \]

Partielle Integration

\[ \int x\sin(x)\,dx = -x\cos(x)+\sin(x)+C \]

Was ist ein unbestimmtes Integral?

Ein unbestimmtes Integral beschreibt eine Familie von Funktionen, deren Ableitung dem ursprünglichen Integrunden entspricht.

If \[ F'(x)=f(x), \] then: \[ \int f(x)\,dx=F(x)+C. \]

Das Symbol \(C\) wird Integrationskonstante genannt. Es ist notwendig, weil die Ableitung jeder Konstanten null ist.

\[ \frac{d}{dx}[F(x)+C] = F'(x) \]

Aus diesem Grund wird ein unbestimmtes Integral auch häufig als eine Stammfunktion bezeichnet.

u-Substitution und umgekehrte Kettenregel

Die u-Substitution ist eine der wichtigsten Methoden zur Berechnung unbestimmter Integrale. Sie kehrt die Kettenregel der Differentiation um.

\[ u=g(x) \] \[ du=g'(x)\,dx \]

Zum Beispiel:

\[ \int 2x\cos(x^2)\,dx \] \[ u=x^2 \] \[ du=2x\,dx \] Daher: \[ \int\cos(u)\,du = \sin(u)+C \] und: \[ \boxed{ \sin(x^2)+C } \]

Partielle Integration

Partielle Integration ist nützlich, wenn der Integrand ein Produkt aus Funktionen ist und eine direkte Substitution nicht ausreicht.

\[ \int u\,dv = uv-\int v\,du \]

Zum Beispiel:

\[ \int x e^x\,dx \] Wählen Sie: \[ u=x, \qquad dv=e^x\,dx \] Dann: \[ du=dx, \qquad v=e^x \] Daher: \[ \int xe^x\,dx = xe^x-\int e^x\,dx \] \[ = xe^x-e^x+C \]

Symbolische vs. numerische Integration

Dieser Rechner konzentriert sich auf die symbolische Integration. Er versucht, eine algebraische Stammfunktion zurückzugeben, anstatt nur eine numerische Näherung zu liefern.

Zum Beispiel liefert die symbolische Integration:

\[ \int e^x\,dx=e^x+C \]

Die numerische Integration berechnet dagegen einen Näherungswert für ein bestimmtes Integral mit festgelegten Grenzen.

Für numerische und bestimmte Integrale verwenden Sie die folgenden verwandten Rechner.

Weitere Integralrechner

Verwandte Ableitungsrechner

Integration ist in vielen wichtigen Zusammenhängen der Analysis die Umkehroperation der Differentiation. Nutzen Sie die folgenden verwandten Werkzeuge.

Werkzeuge für mehrdimensionale Analysis

Rechner für unbestimmte Integrale FAQ

Was ist ein unbestimmtes Integral?

Ein unbestimmtes Integral beschreibt eine Familie von Stammfunktionen einer Funktion. Das Ergebnis enthält eine beliebige Konstante C, weil sich Funktionen, die sich nur um eine Konstante unterscheiden, durch dieselbe Ableitung auszeichnen.

Was ist eine Stammfunktion?

Eine Stammfunktion F(x) von f(x) ist eine Funktion, deren Ableitung f(x) ist. In Symbolen gilt F'(x)=f(x).

Was ist die Potenzregel für die Integration?

Für n ungleich -1 ist das Integral von x^n gleich x^(n+1)/(n+1)+C.

Warum steht bei einem unbestimmten Integral +C?

Die Ableitung einer Konstanten ist null. Daher können unendlich viele Funktionen dieselbe Ableitung haben und sich nur um eine Konstante unterscheiden.

Was ist das Integral von 1/x?

Das Integral von 1/x ist ln|x|+C.

Was ist das Integral von sin(x)?

Das Integral von sin(x) ist -cos(x)+C.

Was ist das Integral von cos(x)?

Das Integral von cos(x) ist sin(x)+C.

Was ist die u-Substitution?

Die u-Substitution ersetzt einen komplizierten inneren Ausdruck durch eine neue Variable. Sie ist besonders nützlich, wenn auch die Ableitung des inneren Ausdrucks im Integrunden vorkommt.

Kann dieser Rechner sin(2x) integrieren?

Ja. Der Rechner erkennt lineare Substitutionen für gängige trigonometrische und exponentielle Funktionen.

Kann dieser Rechner ln(x) integrieren?

Ja. Der Rechner verwendet partielle Integration und erhält x ln(x)-x+C.

Kann dieser Rechner jedes Integral lösen?

Nein. Symbolische Integration kann sehr komplex werden. Dieser Rechner unterstützt bewusst eine festgelegte Auswahl gängiger elementarer Integrationsregeln und meldet, wenn ein Ausdruck außerhalb dieser Regeln liegt.

Kostenloser Rechner für unbestimmte Integrale

Dieser kostenlose Rechner für unbestimmte Integrale wurde entwickelt, um gängige symbolische Stammfunktionen zu berechnen. Geben Sie einen mathematischen Ausdruck mit \(x\) als Variable ein; der Rechner versucht, eine algebraische Funktion zu finden, deren Ableitung dem ursprünglichen Ausdruck entspricht.

Der Rechner unterstützt gängige Integrationsregeln, darunter die Potenzregel, Konstantenregel, Summenregel, Differenzregel, Konstantenfaktorregel, trigonometrische Integrale, exponentielle Integrale, logarithmische Integrale, lineare Substitutionen und ausgewählte Muster der partiellen Integration .

Gängige Eingaben sind x^3, 1/x, sin(x), cos(x), e^x, sin(2x), e^(3x), 1/(1+x^2), und ln(x).

Da symbolische Integration sehr anspruchsvolle Mathematik beinhalten kann, meldet der Rechner nicht unterstützte Ausdrücke bewusst, anstatt eine falsche Stammfunktion als gültig auszugeben.