$$$b^{2 x}$$$ の $$$x$$$ に関する積分

$$$\int b^{2 x}\, dx$$$ を求めよ。

$$$u=2 x$$$ とする。

すると $$$du=\left(2 x\right)^{\prime }dx = 2 dx$$$（手順は»で確認できます）、$$$dx = \frac{du}{2}$$$ となります。

この積分は次のように書き換えられる

$${\color{red}{\int{b^{2 x} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{b^{u}}{2} d u}}}$$

定数倍の法則 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ を、$$$c=\frac{1}{2}$$$ と $$$f{\left(u \right)} = b^{u}$$$ に対して適用する:

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

Apply the exponential rule $$$\int{a^{u} d u} = \frac{a^{u}}{\ln{\left(a \right)}}$$$ with $$$a=b$$$:

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

次のことを思い出してください $$$u=2 x$$$:

$$\frac{b^{{\color{red}{u}}}}{2 \ln{\left(b \right)}} = \frac{b^{{\color{red}{\left(2 x\right)}}}}{2 \ln{\left(b \right)}}$$

したがって、

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

積分定数を加える:

$$\int{b^{2 x} d x} = \frac{b^{2 x}}{2 \ln{\left(b \right)}}+C$$

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