Intégrale de $$$\frac{e^{x}}{16 - 9 e^{2 x}}$$$

Déterminez $$$\int \frac{e^{x}}{16 - 9 e^{2 x}}\, dx$$$.

Soit $$$u=e^{x}$$$.

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

Donc,

$${\color{red}{\int{\frac{e^{x}}{16 - 9 e^{2 x}} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{9 u^{2} - 16}\right)d u}}}$$

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ avec $$$c=-1$$$ et $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{9 u^{2} - 16}$$$ :

$${\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{9 u^{2} - 16}\right)d u}}} = {\color{red}{\left(- \int{\frac{1}{9 u^{2} - 16} d u}\right)}}$$

Effectuer la décomposition en fractions partielles (les étapes peuvent être vues »):

$$- {\color{red}{\int{\frac{1}{9 u^{2} - 16} d u}}} = - {\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{8 \left(3 u + 4\right)} + \frac{1}{8 \left(3 u - 4\right)}\right)d u}}}$$

Intégrez terme à terme:

$$- {\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{8 \left(3 u + 4\right)} + \frac{1}{8 \left(3 u - 4\right)}\right)d u}}} = - {\color{red}{\left(\int{\frac{1}{8 \left(3 u - 4\right)} d u} - \int{\frac{1}{8 \left(3 u + 4\right)} d u}\right)}}$$

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ avec $$$c=\frac{1}{8}$$$ et $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{3 u + 4}$$$ :

$$- \int{\frac{1}{8 \left(3 u - 4\right)} d u} + {\color{red}{\int{\frac{1}{8 \left(3 u + 4\right)} d u}}} = - \int{\frac{1}{8 \left(3 u - 4\right)} d u} + {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{3 u + 4} d u}}{8}\right)}}$$

Soit $$$v=3 u + 4$$$.

Alors $$$dv=\left(3 u + 4\right)^{\prime }du = 3 du$$$ (les étapes peuvent être vues »), et nous obtenons $$$du = \frac{dv}{3}$$$.

L’intégrale peut être réécrite sous la forme

$$- \int{\frac{1}{8 \left(3 u - 4\right)} d u} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{3 u + 4} d u}}}}{8} = - \int{\frac{1}{8 \left(3 u - 4\right)} d u} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{3 v} d v}}}}{8}$$

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(v \right)}\, dv = c \int f{\left(v \right)}\, dv$$$ avec $$$c=\frac{1}{3}$$$ et $$$f{\left(v \right)} = \frac{1}{v}$$$ :

$$- \int{\frac{1}{8 \left(3 u - 4\right)} d u} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{3 v} d v}}}}{8} = - \int{\frac{1}{8 \left(3 u - 4\right)} d u} + \frac{{\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{v} d v}}{3}\right)}}}{8}$$

L’intégrale de $$$\frac{1}{v}$$$ est $$$\int{\frac{1}{v} d v} = \ln{\left(\left|{v}\right| \right)}$$$ :

$$- \int{\frac{1}{8 \left(3 u - 4\right)} d u} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{v} d v}}}}{24} = - \int{\frac{1}{8 \left(3 u - 4\right)} d u} + \frac{{\color{red}{\ln{\left(\left|{v}\right| \right)}}}}{24}$$

Rappelons que $$$v=3 u + 4$$$ :

$$\frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{v}}}\right| \right)}}{24} - \int{\frac{1}{8 \left(3 u - 4\right)} d u} = \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(3 u + 4\right)}}}\right| \right)}}{24} - \int{\frac{1}{8 \left(3 u - 4\right)} d u}$$

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ avec $$$c=\frac{1}{8}$$$ et $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{3 u - 4}$$$ :

$$\frac{\ln{\left(\left|{3 u + 4}\right| \right)}}{24} - {\color{red}{\int{\frac{1}{8 \left(3 u - 4\right)} d u}}} = \frac{\ln{\left(\left|{3 u + 4}\right| \right)}}{24} - {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{3 u - 4} d u}}{8}\right)}}$$

Soit $$$v=3 u - 4$$$.

Alors $$$dv=\left(3 u - 4\right)^{\prime }du = 3 du$$$ (les étapes peuvent être vues »), et nous obtenons $$$du = \frac{dv}{3}$$$.

L’intégrale devient

$$\frac{\ln{\left(\left|{3 u + 4}\right| \right)}}{24} - \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{3 u - 4} d u}}}}{8} = \frac{\ln{\left(\left|{3 u + 4}\right| \right)}}{24} - \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{3 v} d v}}}}{8}$$

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(v \right)}\, dv = c \int f{\left(v \right)}\, dv$$$ avec $$$c=\frac{1}{3}$$$ et $$$f{\left(v \right)} = \frac{1}{v}$$$ :

$$\frac{\ln{\left(\left|{3 u + 4}\right| \right)}}{24} - \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{3 v} d v}}}}{8} = \frac{\ln{\left(\left|{3 u + 4}\right| \right)}}{24} - \frac{{\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{v} d v}}{3}\right)}}}{8}$$

L’intégrale de $$$\frac{1}{v}$$$ est $$$\int{\frac{1}{v} d v} = \ln{\left(\left|{v}\right| \right)}$$$ :

$$\frac{\ln{\left(\left|{3 u + 4}\right| \right)}}{24} - \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{v} d v}}}}{24} = \frac{\ln{\left(\left|{3 u + 4}\right| \right)}}{24} - \frac{{\color{red}{\ln{\left(\left|{v}\right| \right)}}}}{24}$$

Rappelons que $$$v=3 u - 4$$$ :

$$\frac{\ln{\left(\left|{3 u + 4}\right| \right)}}{24} - \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{v}}}\right| \right)}}{24} = \frac{\ln{\left(\left|{3 u + 4}\right| \right)}}{24} - \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(3 u - 4\right)}}}\right| \right)}}{24}$$

Rappelons que $$$u=e^{x}$$$ :

$$- \frac{\ln{\left(\left|{-4 + 3 {\color{red}{u}}}\right| \right)}}{24} + \frac{\ln{\left(\left|{4 + 3 {\color{red}{u}}}\right| \right)}}{24} = - \frac{\ln{\left(\left|{-4 + 3 {\color{red}{e^{x}}}}\right| \right)}}{24} + \frac{\ln{\left(\left|{4 + 3 {\color{red}{e^{x}}}}\right| \right)}}{24}$$

Par conséquent,

$$\int{\frac{e^{x}}{16 - 9 e^{2 x}} d x} = \frac{\ln{\left(3 e^{x} + 4 \right)}}{24} - \frac{\ln{\left(\left|{3 e^{x} - 4}\right| \right)}}{24}$$

Simplifier:

$$\int{\frac{e^{x}}{16 - 9 e^{2 x}} d x} = \frac{\ln{\left(3 e^{x} + 4 \right)} - \ln{\left(\left|{3 e^{x} - 4}\right| \right)}}{24}$$

Ajouter la constante d'intégration :

$$\int{\frac{e^{x}}{16 - 9 e^{2 x}} d x} = \frac{\ln{\left(3 e^{x} + 4 \right)} - \ln{\left(\left|{3 e^{x} - 4}\right| \right)}}{24}+C$$

$$$\int \frac{e^{x}}{16 - 9 e^{2 x}}\, dx = \frac{\ln\left(3 e^{x} + 4\right) - \ln\left(\left|{3 e^{x} - 4}\right|\right)}{24} + C$$$A