Ολοκλήρωμα του $$$- x^{2} + e^{\sqrt{2} \sqrt{x}} - 2$$$

Βρείτε $$$\int \left(- x^{2} + e^{\sqrt{2} \sqrt{x}} - 2\right)\, dx$$$.

Ολοκληρώστε όρο προς όρο:

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

Εφαρμόστε τον κανόνα της σταθεράς $$$\int c\, dx = c x$$$ με $$$c=2$$$:

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

Εφαρμόστε τον κανόνα δύναμης $$$\int x^{n}\, dx = \frac{x^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$ με $$$n=2$$$:

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

Έστω $$$u=\sqrt{2} \sqrt{x}$$$.

Τότε $$$du=\left(\sqrt{2} \sqrt{x}\right)^{\prime }dx = \frac{\sqrt{2}}{2 \sqrt{x}} dx$$$ (τα βήματα παρουσιάζονται »), και έχουμε ότι $$$\frac{dx}{\sqrt{x}} = \sqrt{2} du$$$.

Επομένως,

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

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

Έστω $$$\operatorname{d}=u$$$ και $$$\operatorname{dv}=e^{u} du$$$.

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

Επομένως,

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

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

$$u e^{u} - \frac{x^{3}}{3} - 2 x - {\color{red}{\int{e^{u} d u}}} = u e^{u} - \frac{x^{3}}{3} - 2 x - {\color{red}{e^{u}}}$$

Θυμηθείτε ότι $$$u=\sqrt{2} \sqrt{x}$$$:

$$- \frac{x^{3}}{3} - 2 x - e^{{\color{red}{u}}} + {\color{red}{u}} e^{{\color{red}{u}}} = - \frac{x^{3}}{3} - 2 x - e^{{\color{red}{\sqrt{2} \sqrt{x}}}} + {\color{red}{\sqrt{2} \sqrt{x}}} e^{{\color{red}{\sqrt{2} \sqrt{x}}}}$$

Επομένως,

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

Προσθέστε τη σταθερά ολοκλήρωσης:

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

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