Intégrale de $$$\frac{e^{\frac{1}{x}}}{x^{3}}$$$

Déterminez $$$\int \frac{e^{\frac{1}{x}}}{x^{3}}\, dx$$$.

Soit $$$u=\frac{1}{x}$$$.

Alors $$$du=\left(\frac{1}{x}\right)^{\prime }dx = - \frac{1}{x^{2}} dx$$$ (les étapes peuvent être vues »), et nous obtenons $$$\frac{dx}{x^{2}} = - du$$$.

L’intégrale devient

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

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

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

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

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

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

Ainsi,

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

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

$$- u e^{u} + {\color{red}{\int{e^{u} d u}}} = - u e^{u} + {\color{red}{e^{u}}}$$

Rappelons que $$$u=\frac{1}{x}$$$ :

$$e^{{\color{red}{u}}} - {\color{red}{u}} e^{{\color{red}{u}}} = e^{{\color{red}{\frac{1}{x}}}} - {\color{red}{\frac{1}{x}}} e^{{\color{red}{\frac{1}{x}}}}$$

Par conséquent,

$$\int{\frac{e^{\frac{1}{x}}}{x^{3}} d x} = e^{\frac{1}{x}} - \frac{e^{\frac{1}{x}}}{x}$$

Simplifier:

$$\int{\frac{e^{\frac{1}{x}}}{x^{3}} d x} = \frac{\left(x - 1\right) e^{\frac{1}{x}}}{x}$$

Ajouter la constante d'intégration :

$$\int{\frac{e^{\frac{1}{x}}}{x^{3}} d x} = \frac{\left(x - 1\right) e^{\frac{1}{x}}}{x}+C$$

$$$\int \frac{e^{\frac{1}{x}}}{x^{3}}\, dx = \frac{\left(x - 1\right) e^{\frac{1}{x}}}{x} + C$$$A