Telekolleg - Integralrechnung Herleitung der Integralformel
Anhand von Graphen stellen wir weitere Überlegungen an und gelangen so zur Integralformel.
Aus der vorhergehenden Lektion ist bekannt, Fa(x) ist eine Stammfunktion der Randfunktion f(x). Fa(x) unterscheidet sich von einer beliebigen Stammfunktion G(x) durch den Summanden c, Fa(x) = G(x) + c.
Wie die Grafik zeigt, haben die Graphen aller Stammfunktionen den gleichen Verlauf, sie sind nur um den Summanden c gegenüber der Integralfunktion Fa(x) senkrecht verschoben. Die Integralfunktion Fa(x) ist dadurch gekennzeichnet, dass sie an der unteren Grenze a den Funktionswert 0 hat, Fa(a) = 0. Der Wert des gesuchten Flächeninhalts entspricht dann der Länge der Strecke b.
Es gilt also für eine beliebige Stammfunktion G(x) an der Stelle x = a : Fa(a) = G(a) + c, und da Fa(a) = 0 gilt auch 0 = G(a) + c. So lässt sich der unbekannte Summand c bestimmen.
Die Kenntnis von c ist aber nicht unbedingt nötig, um für x = b den Funktionswert Fa(b) zu bestimmen. Wie die Grafik zeigt, lässt sich der Funktionswert Fa(b) aus der Differenz der Funktionswerte G(b) und G(a) berechnen, Fa(b) = G(b) – G(a).