Partialbruchzerlegung – online lernen

Die Partialbruchzerlegung kann als Umkehrung der Quotientenregel verstanden werden. Mithilfe der Partialbruchzerlegung (PZB) kannst du eine "Gebrochen rationale Funktion" integrieren.

Wiki zum Thema: Partialbruchzerlegung

Partialbruchzerlegung (PBZ)

Wir haben eine gebrochenrationale Funktion

f(x)=p(x)q(x),q(x)0
gegeben,
bei der der Zählergrad kleiner als der Nennergrad ist.

Ziel ist es, einen Ansatz zu finden, der

f
in eine Summe zerlegt, die wir integrieren können.


Vorgehen:

  1. Bestimmung der Nullstellen
    xi
    des Nennerpolynoms
    q(x)
    .
  2. Ist die Nullstelle
    xi
    einfach, erhält der Ansatz den Summanden
    Axxi
    ;
    ist die Nullstelle
    xi
    n
    -fach:
    A1xxi+A2(xxi)2+ ... +An(xxi)n
  3. Ansatz mit der Funktion gleichsetzen; mit dem Nennerpolynom durchmultiplizieren und einen Koeffizientenvergleich durchführen.
  4. Integration der Zerlegungsfunktion



Beispielaufgaben:

a) Berechne

2x4x22x8 dx
.

Lösung:

  1. Nullstellen von
    q(x)=x22x8pq-Formelx1=2;x2=4
    (jew. einfach)
  2. Ansatz:
    f(x)=Ax4+Bx+2
  3. Ax4+Bx+2=2x4x22x8A(x+2)+B(x4)=2x4

    (A+B)x+2A4B=2x4|A+B=22A4B=4|A=23;B=43

    f(x)=23x4+43x+2
  4. 231x4+431x+2 dx=23ln(|x4|)+43ln(|x+2|)


b) Berechne

2x1(x1)2 dx
.

Lösung:

  1. Doppelte Nullstelle
    x1=1
  2. Ansatz:
    f(x)=Ax1+B(x1)2
  3. Ax1+B(x1)2=2x1(x1)2A(x1)+B=2x1

    AxA+B=2x1

    A=2;A+B=1B=1

    f(x)=2x1+1(x1)2
  4. 2x1+1(x1)2 dx=2ln(|x1|)1x1
Arbeitsblätter

Integrationsregeln/

Stammfunktionsbildung

Schwierigkeitsgrad: 1

Partialbruchzerlegung

Serie 02


Aufgabe 1

Entscheide: Welche Teilbrüche g(x) passen zu den gegebenen Funktionen f(x)?

f1(x)=2(x+1)(x1)

g1(x)=1(x+2)+2(x+2)2

f2(x)=x(x+2)2

g2(x)=4x+2

f3(x)=5x+2x+x2

g3(x)=2(x2)+1(x+3)

f4(x)=x+2x(3x+2)

g4(x)=1(x+1)+1(x1)

f5(x)=3x+4(x2)(x+3)

g5(x)=2x+3(1+x)

f6(x)=4x4(x1)(x+2)

g6(x)=1x2(3x+2)


Aufgabe 2

Bestimme A und B so, dass die Teilbrüche gleich zu den Funktionsgleichungen f(x) sind.

a)

f(x)=2x+3x(x3)=Ax+Bx3

b)

f(x)=4x8(x1)(x3)=Ax1+Bx3

c)

f(x)=4x+13(x+5)(x2)=Ax+5+Bx2

d)

f(x)=2x+4(x+2)(x2)=Ax+2+Bx2

e)

f(x)=4x+15x29=Ax+3+Bx3




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