7 Integration

7.4 Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung

7.4.1 Unbestimmtes Integral

Mit diesen allgemeinen Kenntnissen über den Integralbegriff wollen wir uns nun der alles entscheidenden Frage der Berechnung von Riemann-Integralen zuwenden, bei der uns der Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung, wie schon der Name verspricht, entscheidende Hilfe leistet.

Zunächst wollen wir den Riemannschen Integralbegriff erweitern: Das "bestimmte" oder Riemann-Integral math formula hatte einer beschränkten stetigen Funktion math formula, Integrand genannt, bei vorgegebener unterer Intervallgrenze math formula und oberer Grenze math formula den (mit einem Vorzeichen versehenen) Flächeninhalt math formula unter der Funktion, also eine reelle Zahl zugeordnet. Die Mathematiker nennen so etwas ein Funktional. Nun interessiert uns, wie sich dieser Flächeninhalt ändert, wenn wir die obere Grenze verschieben. Wir ersetzen also in der oberen Grenze die Konstante math formula durch eine Variable math formula und betrachten das Integral als Funktion seiner oberen Grenze. Diese Funktion von math formula heißt

Unbestimmtes Integral: math formula


Der Vorgang ist ganz analog zu dem Erweiterungsschritt der Differentialrechnung von der Steigung math formula einer Funktion math formula an einer Stelle math formula zur ersten Ableitung math formula als Funktion der Variablen math formula .