Integral dari $$$\frac{e^{2 x}}{\sqrt{16 - e^{4 x}}}$$$

Temukan $$$\int \frac{e^{2 x}}{\sqrt{16 - e^{4 x}}}\, dx$$$.

Misalkan $$$u=e^{2 x}$$$.

Kemudian $$$du=\left(e^{2 x}\right)^{\prime }dx = 2 e^{2 x} dx$$$ (langkah-langkah dapat dilihat di »), dan kita memperoleh $$$e^{2 x} dx = \frac{du}{2}$$$.

Integral tersebut dapat ditulis ulang sebagai

$${\color{red}{\int{\frac{e^{2 x}}{\sqrt{16 - e^{4 x}}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{2 \sqrt{16 - u^{2}}} d u}}}$$

Terapkan aturan pengali konstanta $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ dengan $$$c=\frac{1}{2}$$$ dan $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{\sqrt{16 - u^{2}}}$$$:

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

Misalkan $$$u=4 \sin{\left(v \right)}$$$.

Maka $$$du=\left(4 \sin{\left(v \right)}\right)^{\prime }dv = 4 \cos{\left(v \right)} dv$$$ (langkah-langkah dapat dilihat »).

Selain itu, berlaku $$$v=\operatorname{asin}{\left(\frac{u}{4} \right)}$$$.

Oleh karena itu,

$$$\frac{1}{\sqrt{16 - u ^{2}}} = \frac{1}{\sqrt{16 - 16 \sin^{2}{\left( v \right)}}}$$$

Gunakan identitas $$$1 - \sin^{2}{\left( v \right)} = \cos^{2}{\left( v \right)}$$$:

$$$\frac{1}{\sqrt{16 - 16 \sin^{2}{\left( v \right)}}}=\frac{1}{4 \sqrt{1 - \sin^{2}{\left( v \right)}}}=\frac{1}{4 \sqrt{\cos^{2}{\left( v \right)}}}$$$

Dengan asumsi bahwa $$$\cos{\left( v \right)} \ge 0$$$, diperoleh sebagai berikut:

$$$\frac{1}{4 \sqrt{\cos^{2}{\left( v \right)}}} = \frac{1}{4 \cos{\left( v \right)}}$$$

Oleh karena itu,

$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{16 - u^{2}}} d u}}}}{2} = \frac{{\color{red}{\int{1 d v}}}}{2}$$

Terapkan aturan konstanta $$$\int c\, dv = c v$$$ dengan $$$c=1$$$:

$$\frac{{\color{red}{\int{1 d v}}}}{2} = \frac{{\color{red}{v}}}{2}$$

Ingat bahwa $$$v=\operatorname{asin}{\left(\frac{u}{4} \right)}$$$:

$$\frac{{\color{red}{v}}}{2} = \frac{{\color{red}{\operatorname{asin}{\left(\frac{u}{4} \right)}}}}{2}$$

Ingat bahwa $$$u=e^{2 x}$$$:

$$\frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{{\color{red}{u}}}{4} \right)}}{2} = \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{{\color{red}{e^{2 x}}}}{4} \right)}}{2}$$

Oleh karena itu,

$$\int{\frac{e^{2 x}}{\sqrt{16 - e^{4 x}}} d x} = \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{e^{2 x}}{4} \right)}}{2}$$

Tambahkan konstanta integrasi:

$$\int{\frac{e^{2 x}}{\sqrt{16 - e^{4 x}}} d x} = \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{e^{2 x}}{4} \right)}}{2}+C$$

$$$\int \frac{e^{2 x}}{\sqrt{16 - e^{4 x}}}\, dx = \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{e^{2 x}}{4} \right)}}{2} + C$$$A