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Mathematik Analysis – Mehrdimensionale Integrale

14 KartenMathematikatrio07.10.2026Nur mit Link

Karteikarten zum Thema „Mathematik“ · 14 Karten · von atrio. Beispiele: Was ist ein mehrdimensionales Integral über ein Gebiet in R^n? · Was besagt der Satz …

Karten

14 Karten
STANDARD

Was ist ein mehrdimensionales Integral über ein Gebiet in R^n?

Rückseite

Das mehrdimensionale Integral verallgemeinert das Riemann-Integral auf Funktionen mehrerer Variablen und berechnet den Inhalt unter dem Graphen in R^{n+1}.

STANDARD

Was besagt der Satz von Fubini für stetige Funktionen?

Rückseite

Für stetige Funktionen auf Quadergebieten lässt sich das n-dimensionale Integral als n-faches iteriertes Integral in beliebiger Reihenfolge berechnen.

STANDARD

Wann darf die Integrationsreihenfolge bei iterierten Integralen vertauscht werden?

Rückseite

Die Reihenfolge darf vertauscht werden, wenn die Funktion auf dem Integrationsgebiet absolut integrierbar ist – Fubini-Tonelli garantiert dies für nichtnegative oder stetige Funktionen.

STANDARD

Wie lautet die Integrationsvorschrift für ein Typ-1-Gebiet in R²?

Rückseite

Ein Typ-1-Gebiet wird durch y-Grenzen als Funktionen von x beschrieben: ∫∫ f(x,y) dy dx mit y von φ₁(x) bis φ₂(x).

STANDARD

Was charakterisiert ein Typ-2-Gebiet in der Ebene?

Rückseite

Bei Typ-2-Gebieten laufen die x-Grenzen als Funktionen von y: ∫∫ f(x,y) dx dy mit x von ψ₁(y) bis ψ₂(y).

STANDARD

Wie transformiert man ein Integral unter einer Variablentransformation Φ?

Rückseite

Das Integral transformiert sich mit der Betrags-Jacobischen: ∫ f(Φ(u)) |det DΦ(u)| du über das Urbildgebiet.

STANDARD

Was ist die Jacobi-Determinante bei der Transformation nach Polarkoordinaten?

Rückseite

Für x = r cos φ, y = r sin φ beträgt die Jacobi-Determinante r – das Flächenmaß wird zu r dr dφ.

STANDARD

Wann lohnt sich der Wechsel in Polarkoordinaten?

Rückseite

Polarkoordinaten vereinfachen Integrale über kreissymmetrische Gebiete oder Funktionen mit x²+y²-Struktur, da die Jacobi-Determinante r radial symmetrisch gewichtet.

STANDARD

Wie lautet das Volumenelement in Zylinderkoordinaten (r, φ, z)?

Rückseite

In Zylinderkoordinaten ist das Volumenelement r dr dφ dz – die Jacobi-Determinante entspricht der in Polarkoordinaten, ergänzt um dz.

STANDARD

Wie transformiert das Volumenelement in Kugelkoordinaten (ρ, φ, θ)?

Rückseite

Für x = ρ sin φ cos θ, y = ρ sin φ sin θ, z = ρ cos φ ist die Jacobi-Determinante ρ² sin φ.

STANDARD

Wie berechnet man das Volumen eines Körpers K ⊂ R³ mit Integralen?

Rückseite

Das Volumen ergibt sich als Dreifachintegral der Eins-Funktion über K: V(K) = ∫∫∫_K 1 dV mit passenden Koordinaten.

STANDARD

Wie bestimmt man den Schwerpunkt eines homogenen Körpers in R³?

Rückseite

Die Schwerpunktkoordinaten sind die Integrale der Koordinatenfunktionen geteilt durch das Volumen: x̄ = (1/V)∫∫∫ x dV.

STANDARD

Was ist der Zusammenhang zwischen mehrdimensionalen Integralen und Wahrscheinlichkeitsdichten?

Rückseite

Eine Dichte f auf R^n erfüllt ∫∫...∫ f(x) dx = 1; Wahrscheinlichkeiten sind Integrale von f über Teilgebiete.

STANDARD

Wie erkennt man, ob eine Funktion auf einem unbeschränkten Gebiet integrierbar ist?

Rückseite

Man prüft die absolute Integrierbarkeit über wachsende Kompakte – existiert der Limes der Integrale, ist die Funktion uneigentlich integrierbar.

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