Ολοκλήρωμα του $$$3 x^{2} e^{x}$$$

Βρείτε $$$\int 3 x^{2} e^{x}\, dx$$$.

Εφαρμόστε τον κανόνα του σταθερού πολλαπλασίου $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ με $$$c=3$$$ και $$$f{\left(x \right)} = x^{2} e^{x}$$$:

$${\color{red}{\int{3 x^{2} e^{x} d x}}} = {\color{red}{\left(3 \int{x^{2} e^{x} d x}\right)}}$$

Για το ολοκλήρωμα $$$\int{x^{2} e^{x} d x}$$$, χρησιμοποιήστε την ολοκλήρωση κατά μέρη $$$\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$$$.

Έστω $$$\operatorname{u}=x^{2}$$$ και $$$\operatorname{dv}=e^{x} dx$$$.

Τότε $$$\operatorname{du}=\left(x^{2}\right)^{\prime }dx=2 x dx$$$ (τα βήματα φαίνονται ») και $$$\operatorname{v}=\int{e^{x} d x}=e^{x}$$$ (τα βήματα φαίνονται »).

Επομένως,

$$3 {\color{red}{\int{x^{2} e^{x} d x}}}=3 {\color{red}{\left(x^{2} \cdot e^{x}-\int{e^{x} \cdot 2 x d x}\right)}}=3 {\color{red}{\left(x^{2} e^{x} - \int{2 x e^{x} d x}\right)}}$$

Εφαρμόστε τον κανόνα του σταθερού πολλαπλασίου $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ με $$$c=2$$$ και $$$f{\left(x \right)} = x e^{x}$$$:

$$3 x^{2} e^{x} - 3 {\color{red}{\int{2 x e^{x} d x}}} = 3 x^{2} e^{x} - 3 {\color{red}{\left(2 \int{x e^{x} d x}\right)}}$$

Για το ολοκλήρωμα $$$\int{x e^{x} d x}$$$, χρησιμοποιήστε την ολοκλήρωση κατά μέρη $$$\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$$$.

Έστω $$$\operatorname{u}=x$$$ και $$$\operatorname{dv}=e^{x} dx$$$.

Τότε $$$\operatorname{du}=\left(x\right)^{\prime }dx=1 dx$$$ (τα βήματα φαίνονται ») και $$$\operatorname{v}=\int{e^{x} d x}=e^{x}$$$ (τα βήματα φαίνονται »).

Το ολοκλήρωμα γίνεται

$$3 x^{2} e^{x} - 6 {\color{red}{\int{x e^{x} d x}}}=3 x^{2} e^{x} - 6 {\color{red}{\left(x \cdot e^{x}-\int{e^{x} \cdot 1 d x}\right)}}=3 x^{2} e^{x} - 6 {\color{red}{\left(x e^{x} - \int{e^{x} d x}\right)}}$$

Το ολοκλήρωμα της εκθετικής συνάρτησης είναι $$$\int{e^{x} d x} = e^{x}$$$:

$$3 x^{2} e^{x} - 6 x e^{x} + 6 {\color{red}{\int{e^{x} d x}}} = 3 x^{2} e^{x} - 6 x e^{x} + 6 {\color{red}{e^{x}}}$$

Επομένως,

$$\int{3 x^{2} e^{x} d x} = 3 x^{2} e^{x} - 6 x e^{x} + 6 e^{x}$$

Απλοποιήστε:

$$\int{3 x^{2} e^{x} d x} = 3 \left(x^{2} - 2 x + 2\right) e^{x}$$

Προσθέστε τη σταθερά ολοκλήρωσης:

$$\int{3 x^{2} e^{x} d x} = 3 \left(x^{2} - 2 x + 2\right) e^{x}+C$$

$$$\int 3 x^{2} e^{x}\, dx = 3 \left(x^{2} - 2 x + 2\right) e^{x} + C$$$A