$$$8 e^{- 8 x}$$$の積分
入力内容
$$$\int 8 e^{- 8 x}\, dx$$$ 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、$$$c=8$$$ と $$$f{\left(x \right)} = e^{- 8 x}$$$ に対して適用する:
$${\color{red}{\int{8 e^{- 8 x} d x}}} = {\color{red}{\left(8 \int{e^{- 8 x} d x}\right)}}$$
$$$u=- 8 x$$$ とする。
すると $$$du=\left(- 8 x\right)^{\prime }dx = - 8 dx$$$(手順は»で確認できます)、$$$dx = - \frac{du}{8}$$$ となります。
したがって、
$$8 {\color{red}{\int{e^{- 8 x} d x}}} = 8 {\color{red}{\int{\left(- \frac{e^{u}}{8}\right)d u}}}$$
定数倍の法則 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ を、$$$c=- \frac{1}{8}$$$ と $$$f{\left(u \right)} = e^{u}$$$ に対して適用する:
$$8 {\color{red}{\int{\left(- \frac{e^{u}}{8}\right)d u}}} = 8 {\color{red}{\left(- \frac{\int{e^{u} d u}}{8}\right)}}$$
指数関数の積分は $$$\int{e^{u} d u} = e^{u}$$$です:
$$- {\color{red}{\int{e^{u} d u}}} = - {\color{red}{e^{u}}}$$
次のことを思い出してください $$$u=- 8 x$$$:
$$- e^{{\color{red}{u}}} = - e^{{\color{red}{\left(- 8 x\right)}}}$$
したがって、
$$\int{8 e^{- 8 x} d x} = - e^{- 8 x}$$
積分定数を加える:
$$\int{8 e^{- 8 x} d x} = - e^{- 8 x}+C$$
解答
$$$\int 8 e^{- 8 x}\, dx = - e^{- 8 x} + C$$$A