Integral von $$$x e^{2} e^{- 2 x}$$$

Bestimme $$$\int x e^{2} e^{- 2 x}\, dx$$$.

Die Eingabe wird umgeschrieben: $$$\int{x e^{2} e^{- 2 x} d x}=\int{x e^{2 - 2 x} d x}$$$.

Für das Integral $$$\int{x e^{2 - 2 x} d x}$$$ verwenden Sie die partielle Integration $$$\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$$$.

Seien $$$\operatorname{u}=x$$$ und $$$\operatorname{dv}=e^{2 - 2 x} dx$$$.

Dann gilt $$$\operatorname{du}=\left(x\right)^{\prime }dx=1 dx$$$ (Rechenschritte siehe ») und $$$\operatorname{v}=\int{e^{2 - 2 x} d x}=- \frac{e^{2 - 2 x}}{2}$$$ (Rechenschritte siehe »).

Das Integral lässt sich umschreiben als

$${\color{red}{\int{x e^{2 - 2 x} d x}}}={\color{red}{\left(x \cdot \left(- \frac{e^{2 - 2 x}}{2}\right)-\int{\left(- \frac{e^{2 - 2 x}}{2}\right) \cdot 1 d x}\right)}}={\color{red}{\left(- \frac{x e^{2 - 2 x}}{2} - \int{\left(- \frac{e^{2 - 2 x}}{2}\right)d x}\right)}}$$

Wende die Konstantenfaktorregel $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ mit $$$c=- \frac{1}{2}$$$ und $$$f{\left(x \right)} = e^{2 - 2 x}$$$ an:

$$- \frac{x e^{2 - 2 x}}{2} - {\color{red}{\int{\left(- \frac{e^{2 - 2 x}}{2}\right)d x}}} = - \frac{x e^{2 - 2 x}}{2} - {\color{red}{\left(- \frac{\int{e^{2 - 2 x} d x}}{2}\right)}}$$

Sei $$$u=2 - 2 x$$$.

Dann $$$du=\left(2 - 2 x\right)^{\prime }dx = - 2 dx$$$ (die Schritte sind » zu sehen), und es gilt $$$dx = - \frac{du}{2}$$$.

Das Integral lässt sich umschreiben als

$$- \frac{x e^{2 - 2 x}}{2} + \frac{{\color{red}{\int{e^{2 - 2 x} d x}}}}{2} = - \frac{x e^{2 - 2 x}}{2} + \frac{{\color{red}{\int{\left(- \frac{e^{u}}{2}\right)d u}}}}{2}$$

Wende die Konstantenfaktorregel $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ mit $$$c=- \frac{1}{2}$$$ und $$$f{\left(u \right)} = e^{u}$$$ an:

$$- \frac{x e^{2 - 2 x}}{2} + \frac{{\color{red}{\int{\left(- \frac{e^{u}}{2}\right)d u}}}}{2} = - \frac{x e^{2 - 2 x}}{2} + \frac{{\color{red}{\left(- \frac{\int{e^{u} d u}}{2}\right)}}}{2}$$

Das Integral der Exponentialfunktion lautet $$$\int{e^{u} d u} = e^{u}$$$:

$$- \frac{x e^{2 - 2 x}}{2} - \frac{{\color{red}{\int{e^{u} d u}}}}{4} = - \frac{x e^{2 - 2 x}}{2} - \frac{{\color{red}{e^{u}}}}{4}$$

Zur Erinnerung: $$$u=2 - 2 x$$$:

$$- \frac{x e^{2 - 2 x}}{2} - \frac{e^{{\color{red}{u}}}}{4} = - \frac{x e^{2 - 2 x}}{2} - \frac{e^{{\color{red}{\left(2 - 2 x\right)}}}}{4}$$

Daher,

$$\int{x e^{2 - 2 x} d x} = - \frac{x e^{2 - 2 x}}{2} - \frac{e^{2 - 2 x}}{4}$$

Vereinfachen:

$$\int{x e^{2 - 2 x} d x} = \frac{\left(- 2 x - 1\right) e^{2 - 2 x}}{4}$$

Fügen Sie die Integrationskonstante hinzu:

$$\int{x e^{2 - 2 x} d x} = \frac{\left(- 2 x - 1\right) e^{2 - 2 x}}{4}+C$$

$$$\int x e^{2} e^{- 2 x}\, dx = \frac{\left(- 2 x - 1\right) e^{2 - 2 x}}{4} + C$$$A