Intégrale de $$$2^{\sqrt{x}}$$$

Déterminez $$$\int 2^{\sqrt{x}}\, dx$$$.

Changer de base:

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

Soit $$$u=\sqrt{x} \ln{\left(2 \right)}$$$.

Alors $$$du=\left(\sqrt{x} \ln{\left(2 \right)}\right)^{\prime }dx = \frac{\ln{\left(2 \right)}}{2 \sqrt{x}} dx$$$ (les étapes peuvent être vues »), et nous obtenons $$$\frac{dx}{\sqrt{x}} = \frac{2 du}{\ln{\left(2 \right)}}$$$.

Donc,

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

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ avec $$$c=\frac{2}{\ln{\left(2 \right)}^{2}}$$$ et $$$f{\left(u \right)} = u e^{u}$$$ :

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

Pour l’intégrale $$$\int{u e^{u} d u}$$$, utilisez l’intégration par parties $$$\int \operatorname{\theta} \operatorname{dv} = \operatorname{\theta}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{d\theta}$$$.

Soient $$$\operatorname{\theta}=u$$$ et $$$\operatorname{dv}=e^{u} du$$$.

Donc $$$\operatorname{d\theta}=\left(u\right)^{\prime }du=1 du$$$ (les étapes peuvent être consultées ») et $$$\operatorname{v}=\int{e^{u} d u}=e^{u}$$$ (les étapes peuvent être consultées »).

Par conséquent,

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

L'intégrale de la fonction exponentielle vaut $$$\int{e^{u} d u} = e^{u}$$$ :

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

Rappelons que $$$u=\sqrt{x} \ln{\left(2 \right)}$$$ :

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

Par conséquent,

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

Simplifier:

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

Ajouter la constante d'intégration :

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

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