$$$\frac{e^{x}}{- 9 x e^{2} + 16}$$$の積分

$$$\int \frac{e^{x}}{- 9 x e^{2} + 16}\, dx$$$ を求めよ。

$$$u=x - \frac{16}{9 e^{2}}$$$ とする。

すると $$$du=\left(x - \frac{16}{9 e^{2}}\right)^{\prime }dx = 1 dx$$$（手順は»で確認できます）、$$$dx = du$$$ となります。

したがって、

$${\color{red}{\int{\frac{e^{x}}{- 9 x e^{2} + 16} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(- \frac{e^{u + \frac{16}{9 e^{2}}}}{9 u e^{2}}\right)d u}}}$$

定数倍の法則 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ を、$$$c=- \frac{1}{9 e^{2}}$$$ と $$$f{\left(u \right)} = \frac{e^{u + \frac{16}{9 e^{2}}}}{u}$$$ に対して適用する:

$${\color{red}{\int{\left(- \frac{e^{u + \frac{16}{9 e^{2}}}}{9 u e^{2}}\right)d u}}} = {\color{red}{\left(- \frac{\int{\frac{e^{u + \frac{16}{9 e^{2}}}}{u} d u}}{9 e^{2}}\right)}}$$

被積分関数を書き換える:

$$- \frac{{\color{red}{\int{\frac{e^{u + \frac{16}{9 e^{2}}}}{u} d u}}}}{9 e^{2}} = - \frac{{\color{red}{\int{\frac{e^{u} e^{\frac{16}{9 e^{2}}}}{u} d u}}}}{9 e^{2}}$$

定数倍の法則 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ を、$$$c=e^{\frac{16}{9 e^{2}}}$$$ と $$$f{\left(u \right)} = \frac{e^{u}}{u}$$$ に対して適用する:

$$- \frac{{\color{red}{\int{\frac{e^{u} e^{\frac{16}{9 e^{2}}}}{u} d u}}}}{9 e^{2}} = - \frac{{\color{red}{e^{\frac{16}{9 e^{2}}} \int{\frac{e^{u}}{u} d u}}}}{9 e^{2}}$$

この積分（指数積分）には閉形式はありません:

$$- \frac{e^{\frac{16}{9 e^{2}}} {\color{red}{\int{\frac{e^{u}}{u} d u}}}}{9 e^{2}} = - \frac{e^{\frac{16}{9 e^{2}}} {\color{red}{\operatorname{Ei}{\left(u \right)}}}}{9 e^{2}}$$

次のことを思い出してください $$$u=x - \frac{16}{9 e^{2}}$$$:

$$- \frac{e^{\frac{16}{9 e^{2}}} \operatorname{Ei}{\left({\color{red}{u}} \right)}}{9 e^{2}} = - \frac{e^{\frac{16}{9 e^{2}}} \operatorname{Ei}{\left({\color{red}{\left(x - \frac{16}{9 e^{2}}\right)}} \right)}}{9 e^{2}}$$

したがって、

$$\int{\frac{e^{x}}{- 9 x e^{2} + 16} d x} = - \frac{e^{\frac{16}{9 e^{2}}} \operatorname{Ei}{\left(x - \frac{16}{9 e^{2}} \right)}}{9 e^{2}}$$

簡単化せよ:

$$\int{\frac{e^{x}}{- 9 x e^{2} + 16} d x} = - \frac{\operatorname{Ei}{\left(x - \frac{16}{9 e^{2}} \right)}}{9 e^{2 - \frac{16}{9 e^{2}}}}$$

積分定数を加える:

$$\int{\frac{e^{x}}{- 9 x e^{2} + 16} d x} = - \frac{\operatorname{Ei}{\left(x - \frac{16}{9 e^{2}} \right)}}{9 e^{2 - \frac{16}{9 e^{2}}}}+C$$

$$$\int \frac{e^{x}}{- 9 x e^{2} + 16}\, dx = - \frac{\operatorname{Ei}{\left(x - \frac{16}{9 e^{2}} \right)}}{9 e^{2 - \frac{16}{9 e^{2}}}} + C$$$A