Integral von $$$x e^{\frac{x}{5}}$$$

Bestimme $$$\int x e^{\frac{x}{5}}\, dx$$$.

Für das Integral $$$\int{x e^{\frac{x}{5}} d x}$$$ verwenden Sie die partielle Integration $$$\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$$$.

Seien $$$\operatorname{u}=x$$$ und $$$\operatorname{dv}=e^{\frac{x}{5}} dx$$$.

Dann gilt $$$\operatorname{du}=\left(x\right)^{\prime }dx=1 dx$$$ (Rechenschritte siehe ») und $$$\operatorname{v}=\int{e^{\frac{x}{5}} d x}=5 e^{\frac{x}{5}}$$$ (Rechenschritte siehe »).

Das Integral lässt sich umschreiben als

$${\color{red}{\int{x e^{\frac{x}{5}} d x}}}={\color{red}{\left(x \cdot 5 e^{\frac{x}{5}}-\int{5 e^{\frac{x}{5}} \cdot 1 d x}\right)}}={\color{red}{\left(5 x e^{\frac{x}{5}} - \int{5 e^{\frac{x}{5}} d x}\right)}}$$

Wende die Konstantenfaktorregel $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ mit $$$c=5$$$ und $$$f{\left(x \right)} = e^{\frac{x}{5}}$$$ an:

$$5 x e^{\frac{x}{5}} - {\color{red}{\int{5 e^{\frac{x}{5}} d x}}} = 5 x e^{\frac{x}{5}} - {\color{red}{\left(5 \int{e^{\frac{x}{5}} d x}\right)}}$$

Sei $$$u=\frac{x}{5}$$$.

Dann $$$du=\left(\frac{x}{5}\right)^{\prime }dx = \frac{dx}{5}$$$ (die Schritte sind » zu sehen), und es gilt $$$dx = 5 du$$$.

Daher,

$$5 x e^{\frac{x}{5}} - 5 {\color{red}{\int{e^{\frac{x}{5}} d x}}} = 5 x e^{\frac{x}{5}} - 5 {\color{red}{\int{5 e^{u} d u}}}$$

Wende die Konstantenfaktorregel $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ mit $$$c=5$$$ und $$$f{\left(u \right)} = e^{u}$$$ an:

$$5 x e^{\frac{x}{5}} - 5 {\color{red}{\int{5 e^{u} d u}}} = 5 x e^{\frac{x}{5}} - 5 {\color{red}{\left(5 \int{e^{u} d u}\right)}}$$

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

$$5 x e^{\frac{x}{5}} - 25 {\color{red}{\int{e^{u} d u}}} = 5 x e^{\frac{x}{5}} - 25 {\color{red}{e^{u}}}$$

Zur Erinnerung: $$$u=\frac{x}{5}$$$:

$$5 x e^{\frac{x}{5}} - 25 e^{{\color{red}{u}}} = 5 x e^{\frac{x}{5}} - 25 e^{{\color{red}{\left(\frac{x}{5}\right)}}}$$

Daher,

$$\int{x e^{\frac{x}{5}} d x} = 5 x e^{\frac{x}{5}} - 25 e^{\frac{x}{5}}$$

Vereinfachen:

$$\int{x e^{\frac{x}{5}} d x} = 5 \left(x - 5\right) e^{\frac{x}{5}}$$

Fügen Sie die Integrationskonstante hinzu:

$$\int{x e^{\frac{x}{5}} d x} = 5 \left(x - 5\right) e^{\frac{x}{5}}+C$$

$$$\int x e^{\frac{x}{5}}\, dx = 5 \left(x - 5\right) e^{\frac{x}{5}} + C$$$A