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Partielle Integration

Lerne die partielle Integration Schritt für Schritt: Produkte von Funktionen integrieren. Mit Beispielen und Übungsaufgaben – Mathe für Oberstufe und Abi.

Partielle Integration ist eine Methode für Integrale von Produkten. Sie wirkt am Anfang technisch, folgt aber einer klaren Idee: Ein Faktor wird abgeleitet, der andere integriert.

Deine Lernziele
  • Ich kann erkennen, wann partielle Integration sinnvoll ist.
  • Ich kann die Formel anwenden.
  • Ich kann $u$ und $v'$ passend wählen.
  • Ich kann mein Ergebnis durch Ableiten prüfen.

Die Formel

Die partielle Integration entsteht aus der Produktregel der Ableitung. Sie hilft, wenn im Integral zwei Faktoren miteinander multipliziert werden.

Definition

Partielle Integration

Für passende Funktionen gilt \(\int u\cdot v'\,dx=u\cdot v-\int u'\cdot v\,dx\). Dabei wird \(u\) abgeleitet und \(v'\) integriert.

Beispiel

Berechne \(\int x\cdot e^x\,dx\).

Wähle \(u=x\) und \(v'=e^x\).

Dann ist \(u'=1\) und \(v=e^x\).

$$ \int x e^x dx=x e^x-\int 1\cdot e^x dx=x e^x-e^x+C $$
Merke

Wähle \(u\) oft so, dass es beim Ableiten einfacher wird.

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Wahl von \(u\) und \(v'\)

Eine gute Wahl macht das neue Integral einfacher. Bei Produkten aus Polynom und Exponentialfunktion nimmt man oft das Polynom als \(u\).

Beispiel

Berechne \(\int x\cos(x)\,dx\).

\(u=x\), \(v'=\cos(x)\), also \(u'=1\), \(v=\sin(x)\).

$$ \int x\cos(x)dx=x\sin(x)-\int \sin(x)dx=x\sin(x)+\cos(x)+C $$

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Prüfungsmodus

Nach dem Rechnen kannst du dein Ergebnis ableiten. Wenn wieder der ursprüngliche Integrand entsteht, ist die Stammfunktion richtig.

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Alles auf einen Blick

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Zusammenfassung

Partielle Integration ist Produktregel rückwärts. Wähle \(u\) und \(v'\) bewusst, rechne die Formel sauber aus und prüfe dein Ergebnis durch Ableiten.