$$$y e^{- x}$$$ の $$$x$$$ に関する積分
入力内容
$$$\int y e^{- x}\, dx$$$ を求めよ。
解答
定数倍の法則 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ を、$$$c=y$$$ と $$$f{\left(x \right)} = e^{- x}$$$ に対して適用する:
$${\color{red}{\int{y e^{- x} d x}}} = {\color{red}{y \int{e^{- x} d x}}}$$
$$$u=- x$$$ とする。
すると $$$du=\left(- x\right)^{\prime }dx = - dx$$$(手順は»で確認できます)、$$$dx = - du$$$ となります。
この積分は次のように書き換えられる
$$y {\color{red}{\int{e^{- x} d x}}} = y {\color{red}{\int{\left(- e^{u}\right)d u}}}$$
定数倍の法則 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ を、$$$c=-1$$$ と $$$f{\left(u \right)} = e^{u}$$$ に対して適用する:
$$y {\color{red}{\int{\left(- e^{u}\right)d u}}} = y {\color{red}{\left(- \int{e^{u} d u}\right)}}$$
指数関数の積分は $$$\int{e^{u} d u} = e^{u}$$$です:
$$- y {\color{red}{\int{e^{u} d u}}} = - y {\color{red}{e^{u}}}$$
次のことを思い出してください $$$u=- x$$$:
$$- y e^{{\color{red}{u}}} = - y e^{{\color{red}{\left(- x\right)}}}$$
したがって、
$$\int{y e^{- x} d x} = - y e^{- x}$$
積分定数を加える:
$$\int{y e^{- x} d x} = - y e^{- x}+C$$
解答
$$$\int y e^{- x}\, dx = - y e^{- x} + C$$$A