Integrationsregeln


Integrationsregeln
Integrationsregeln
Fach: Mathematik Klassenstufe: 10–13 Thema: Integralrechnung, Stammfunktion und wichtige Regeln zum Integrieren

Einleitung
Beim Integrieren suchst Du eine Stammfunktion. Eine Funktion ist eine Stammfunktion von , wenn gilt.
Das heißt Integrationskonstante. Du kannst Dein Ergebnis prüfen, indem Du es wieder ableitest.
Lernvideo: Integrationsregeln
Aufgaben zum Video:
- Videonotizen: Notiere die Namen der Integrationsregeln, die im Video erklärt werden.
- Pause-Aufgabe: Stoppe vor jeder Beispielrechnung. Rechne zuerst selbst und vergleiche dann.
- Regelkarte: Schreibe zu jeder Regel eine kurze Erklärung und ein eigenes Beispiel.
- Integrationskonstante: Achte darauf, wann vorkommt. Erkläre seine Bedeutung.
- Videocheck: Berechne nach dem Video und prüfe durch Ableiten.
Datei:Mathematrix Integrieren Theorie.webm
Die wichtigsten Regeln
| Regel | Formel | Beispiel |
|---|---|---|
| Potenzregel | für | |
| Faktorregel | ||
| Summenregel | ||
| Differenzregel | ||
| Konstante Funktion |

Sonderfall und Kontrolle
Für gilt die Potenzregel nicht. Der wichtige Sonderfall lautet:
Kontrolle: Leite Deine Stammfunktion ab. Du musst wieder den Integranden erhalten.

Vom Integral zur Fläche
Ein bestimmtes Integral kann einen orientierten Flächeninhalt beschreiben. Mit einer Stammfunktion gilt:

Datei:Mathematrix Integrieren Aufgaben.webm
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Was ist F, wenn F'(x)=f(x) gilt? (Eine Stammfunktion von f) (!Eine Nullstelle von f) (!Eine Gerade durch den Ursprung) (!Eine Konstante ohne Bezug zu f)
Was gehört beim unbestimmten Integral zum Ergebnis? (Die Integrationskonstante C) (!Nur eine natürliche Zahl) (!Immer die Grenze null) (!Immer ein negatives Vorzeichen)
Was ist eine Stammfunktion von x hoch 3? (x hoch 4 durch 4 plus C) (!3x hoch 2 plus C) (!x hoch 2 durch 2 plus C) (!4x hoch 3 plus C)
Was ist eine Stammfunktion von 5x hoch 2? (5x hoch 3 durch 3 plus C) (!10x plus C) (!5x hoch 2 plus C) (!x hoch 3 durch 15 plus C)
Was sagt die Faktorregel? (Ein konstanter Faktor kann vor dem Integral stehen bleiben) (!Jeder Faktor wird zu null) (!Der Faktor wird immer quadriert) (!Der Faktor wird durch x ersetzt)
Was erlaubt die Summenregel? (Summanden einzeln zu integrieren) (!Nur den ersten Summanden zu integrieren) (!Alle Pluszeichen durch Malzeichen zu ersetzen) (!Die Funktion ohne Rechnung abzuleiten)
Was ist eine Stammfunktion der konstanten Funktion 7? (7x plus C) (!7 plus C) (!x hoch 7 plus C) (!7 durch x plus C)
Für welchen Exponenten gilt die übliche Potenzregel nicht? (Minus eins) (!Null) (!Eins) (!Zwei)
Wie prüfst Du eine gefundene Stammfunktion? (Du leitest sie ab) (!Du rundest sie) (!Du setzt immer x gleich null) (!Du vertauschst alle Vorzeichen)
Welche Funktion ist eine Stammfunktion von 2x? (x hoch 2 plus C) (!2 plus C) (!2x hoch 2 plus C) (!x plus C)
Memory
| Stammfunktion | Ableitung ergibt den Integranden |
| Potenzregel | Exponent um eins erhöhen und durch den neuen Exponenten teilen |
| Faktorregel | Konstanter Faktor bleibt erhalten |
| Summenregel | Summanden getrennt integrieren |
| Integrationskonstante | Beliebige additive Konstante |
| Integralzeichen | Langes S als Rechenzeichen |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Beschreibung |
|---|---|
| Potenzregel | Exponent erhöhen und durch den neuen Exponenten teilen |
| Faktorregel | Konstante Faktoren können vor dem Integral bleiben |
| Summenregel | Summanden dürfen einzeln integriert werden |
| Stammfunktion | Ihre Ableitung ist der Integrand |
| Integrationskonstante | Sie wird als C geschrieben |
Kreuzworträtsel
| Stammfunktion | Wie heißt eine Funktion, deren Ableitung der Integrand ist? |
| Potenzregel | Welche Regel erhöht beim Integrieren den Exponenten? |
| Faktorregel | Welche Regel behandelt konstante Faktoren? |
| Summenregel | Welche Regel erlaubt getrenntes Integrieren von Summanden? |
| Konstante | Welcher Funktionstyp hat überall denselben Wert? |
| Integralzeichen | Wie heißt das lange S vor dem Integranden? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Regelplakat: Gestalte ein kleines Plakat mit Potenzregel, Faktorregel und Summenregel.
- Videokarte: Schreibe drei Merksätze zum Lernvideo auf Karteikarten.
- Ableitungscheck: Finde eine Stammfunktion zu und prüfe sie.
- Fehlersuche: Erkläre, warum falsch ist.
Standard
- Eigene Beispiele: Erfinde zu jeder Grundregel eine Aufgabe mit Lösung.
- Video-Tutorial: Erstelle ein einminütiges Erklärvideo zur Potenzregel.
- Partnervergleich: Löse und vergleiche Deinen Rechenweg.
- Graphische Deutung: Zeichne eine Funktion und markiere eine Fläche, die durch ein bestimmtes Integral beschrieben wird.
Schwer
- Regeln begründen: Erkläre die Potenzregel mithilfe der Ableitungsregel für Potenzen.
- Sonderfall: Untersuche, warum die Potenzregel bei nicht funktioniert.
- Anwendungsmodell: Eine Änderungsrate ist durch gegeben. Bestimme eine passende Bestandsfunktion und deute sie.
- Aufgabenanalyse: Prüfe eine selbst gewählte Musterlösung aus dem Video oder Unterricht und verbessere unklare Schritte.


Lernkontrolle
- Regelwahl: Begründe, welche Integrationsregeln Du bei nutzt.
- Fehlerdiagnose: Eine Person schreibt . Erkläre den Fehler und korrigiere ihn.
- Rückwärtsdenken: Finde zwei verschiedene Stammfunktionen derselben Funktion und erkläre ihren Zusammenhang.
- Transfer: Eine Geschwindigkeit wird durch beschrieben. Bestimme eine Wegfunktion und erkläre die Rolle des Anfangswerts.
- Darstellungswechsel: Erkläre mit Worten, Formel und Skizze, wie Ableiten und Integrieren zusammenhängen.
- Video-Reflexion: Wähle eine Regel aus dem Video und erkläre, wann sie allein nicht ausreicht.
Lernnachweis
Für Deinen Lernnachweis solltest Du:
- die Begriffe Stammfunktion, Integrand und Integrationskonstante sicher erklären,
- Potenzregel, Faktorregel, Summenregel und Differenzregel anwenden,
- Ergebnisse durch Ableiten prüfen,
- einfache bestimmte und unbestimmte Integrale unterscheiden,
- einen Rechenweg verständlich begründen,
- eine Aufgabe aus dem Lernvideo selbstständig lösen.
OERs zum Thema
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