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Integraltafel

Eine Integraltafel ist in der Technischen Mechanik äußerst nützlich, da sie eine umfassende Sammlung von Stammfunktionen bereitstellt. Durch die Verwendung dieser Tabelle können komplexe Integrationsprobleme in kürzerer Zeit gelöst werden, da man nicht jede einzelne Funktion neu integrieren muss. Dies spart Zeit und reduziert Fehler.

Die Integraltafel ermöglicht es Ingenieuren und Technikern, reibungslos durch Berechnungen in der Mechanik zu navigieren, insbesondere wenn sie mit häufig auftretenden Funktionen arbeiten. Sie bietet eine praktische Referenz, um den Integrationsprozess zu beschleunigen und die Genauigkeit der Ergebnisse zu gewährleisten.

Die Integraltafel ist ein wertvolles Werkzeug, das die Effizienz steigert und die Zuverlässigkeit der Berechnungen in der technischen Mechanik erhöht.

Integraltafel unbestimmter Integrale von Grundfunktionen

Tabelle 1: Integraltafel Grundfunktionen
Funktion \(y=f(x)\) Stammfunktion \(F(x)\)
Konstante Funktionen \(\int 0 ~ \mathrm{d}x = 0 \cdot \int \mathrm{d}x\) \(0 \cdot x + C = C\)
\(\int 1 ~ \mathrm{d}x = 1 \cdot \int \mathrm{d}x\)
\(1 \cdot x + C = x + C\)
\(\int k ~ \mathrm{d}x = k \cdot \int \mathrm{d}x\) \(k \cdot x + C\)
Potenzfunktionen
\(\int x^n~\mathrm{d}x\) \(\dfrac{x^{n+1}}{n+1}+C\) für \(n \neq -1\)
\(\int x^{-1}~\mathrm{d}x = {\displaystyle \int} \dfrac{1}{x} ~\mathrm{d}x\) \(\ln|x|+C\) für \(x \neq 0\)
\(\int x ~\mathrm{d}x\)
\(\dfrac{1}{2}x^2 + C\)
\(\int 2x ~\mathrm{d}x\) \(x^2 + C\)
\(\int x^2 ~\mathrm{d}x\) \(\dfrac{1}{3}x^3 + C\)
\(\int 3x^2 ~\mathrm{d}x\) \(x^3 + C\)
\({\displaystyle \int} -\dfrac{2}{x^3} ~\mathrm{d}x\) \(\dfrac{1}{x^2} + C\)
\({\displaystyle \int} -\dfrac{1}{x^2} ~\mathrm{d}x\) \(\dfrac{1}{x} + C\)
Wurzelfunktionen \(\int \sqrt{x}~\mathrm{d}x\) \(\dfrac{2}{3} x^{\frac{3}{2}}+C\)
\(\int \sqrt[n]{x}~\mathrm{d}x\) \(\dfrac{n}{n+1} \left(\sqrt[n]{x}\right)^{n+1}+C\) für \(n \neq -1\)
\({\displaystyle \int} \dfrac{1}{\sqrt{x}}~\mathrm{d}x\) \(2 \sqrt{x}+C\)
\({\displaystyle \int} \dfrac{1}{n\left(\sqrt[n]{x^{n-1}}\right)}~\mathrm{d}x\) \(\sqrt[n]{x}+C\)
Exponentialfunktionen \(\int e^x ~\mathrm{d}x\) \(e^x+C\)
\(\int e^{\alpha x} ~\mathrm{d}x\) \(\dfrac{1}{\alpha}e^{\alpha x}+C\)
\(\int a^{x} ~\mathrm{d}x\) \(\dfrac{a^x}{\ln(a)}+C\) für \(a \in \mathbb{R}^+ / \{1\}\)
Logarithmusfunktionen \(\int \ln(x) ~\mathrm{d}x\) \(x \cdot \ln(x)-x+C\)
\(\int \log_a x ~\mathrm{d}x\) \(\dfrac{1}{\ln(a)}(x \cdot \ln(x) - x)+C\)
\(\int a^{x} \cdot \ln(a) ~\mathrm{d}x\) \(a^x+C\) für \(a \in \mathbb{R}^+\)
Trigonometrische Funktionen \(\int \sin(x) ~\mathrm{d}x\) \(- \cos(x)+C\)
\(\int \cos(x) ~\mathrm{d}x\) \(\sin(x)+C\)
\({\displaystyle \int} \dfrac{1}{\sin^2(x)} ~\mathrm{d}x\) \(- \cot(x)+C\) \(x \neq k\pi\) mit \(k \in \mathbb{Z}\)
\({\displaystyle \int} \dfrac{1}{\cos^2(x)} ~\mathrm{d}x\) \(\tan(x)+C\) \(x \neq \dfrac{\pi}{2}+k\pi\) mit \(k \in \mathbb{Z}\)
Hyperbelfunktionen \(\int \sinh(x) ~\mathrm{d}x\) \(\cosh(x)+C\)
\(\int \cosh(x) ~\mathrm{d}x\) \(\sinh(x)+C\)
\({\displaystyle \int} \dfrac{1}{\sinh^2(x)} ~\mathrm{d}x\) \(- \coth(x)+C\) \(x \neq 0\)
\({\displaystyle \int} \dfrac{1}{\cosh^2(x)} ~\mathrm{d}x\) \(\tanh(x)+C\)

Integraltafel unbestimmter Integrale von irrationalen Funktionen

Tabelle 2: Integraltafel irrationaler Funktionen
Funktion \(y=f(x)\) Stammfunktion \(F(x)\)
\({\displaystyle \int} \sqrt{a^2-x^2} ~ \mathrm{d}x\)
\(\dfrac{1}{2}\left(x \cdot \sqrt{a^2-x^2} + a^2 \cdot \arcsin\left(\dfrac{x}{a}\right) \right)+C\)
\({\displaystyle \int} x \sqrt{a^2-x^2} ~ \mathrm{d}x\)
\(-\dfrac{1}{3} \left(\sqrt{a^2-x^2}\right)^3+C\)
\({\displaystyle \int} x^2 \sqrt{a^2-x^2} ~ \mathrm{d}x\)
\(-\dfrac{x}{4}\left(\sqrt{a^2-x^2}\right)^3 + \dfrac{a^2}{8} \left(x \cdot \sqrt{a^2-x^2} + a^2 \cdot \arcsin\left(\dfrac{x}{a}\right) \right)+C\)
\({\displaystyle \int} \left(\sqrt{a^2-x^2}\right)^3 ~ \mathrm{d}x\)
\(\dfrac{1}{4}\left(x \cdot \left(\sqrt{a^2-x^2}\right)^3 + \dfrac{3a^2x}{2} \cdot \sqrt{a^2-x^2}+\dfrac{3a^4}{2} \cdot \arcsin\left(\dfrac{x}{a}\right) +C \right)\)

Integraltafel unbestimmter Integrale von trigonometrischen Funktionen

Tabelle 3: Integraltafel trigonometrischer Funktionen
Funktion \(y=f(x)\) Stammfunktion \(F(x)\)
\({\displaystyle \int} \sin(ax) ~ \mathrm{d}x\)
\(-\dfrac{1}{a}\cos(ax)+C\)
\({\displaystyle \int} \sin^2(ax) ~ \mathrm{d}x\)
\(\dfrac{1}{2} x - \dfrac{1}{4a}\sin(2ax)+C\)
\({\displaystyle \int} \cos(ax) ~ \mathrm{d}x\)
\(\dfrac{1}{a}\sin(ax)+C\)
\({\displaystyle \int} \cos^2(ax) ~ \mathrm{d}x\)
\(\dfrac{1}{2} x + \dfrac{1}{4a}\sin(2ax)+C\)
\({\displaystyle \int} \sin(ax)\cos(ax) ~ \mathrm{d}x\)
\(\dfrac{1}{2a}\sin^2(ax)+C\)