Intégrale de $$$x e^{- x}$$$

Déterminez $$$\int x e^{- x}\, dx$$$.

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

Soient $$$\operatorname{u}=x$$$ et $$$\operatorname{dv}=e^{- x} dx$$$.

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

L’intégrale peut être réécrite sous la forme

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

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

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

Soit $$$u=- x$$$.

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

Ainsi,

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

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

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

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

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

Rappelons que $$$u=- x$$$ :

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

Par conséquent,

$$\int{x e^{- x} d x} = - x e^{- x} - e^{- x}$$

Simplifier:

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

Ajouter la constante d'intégration :

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

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