$$$- x e^{2} + e^{x}$$$の積分
入力内容
$$$\int \left(- x e^{2} + e^{x}\right)\, dx$$$ を求めよ。
解答
項別に積分せよ:
$${\color{red}{\int{\left(- x e^{2} + e^{x}\right)d x}}} = {\color{red}{\left(- \int{x e^{2} d x} + \int{e^{x} d x}\right)}}$$
定数倍の法則 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ を、$$$c=e^{2}$$$ と $$$f{\left(x \right)} = x$$$ に対して適用する:
$$\int{e^{x} d x} - {\color{red}{\int{x e^{2} d x}}} = \int{e^{x} d x} - {\color{red}{e^{2} \int{x d x}}}$$
$$$n=1$$$ を用いて、べき乗の法則 $$$\int x^{n}\, dx = \frac{x^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$ を適用します:
$$\int{e^{x} d x} - e^{2} {\color{red}{\int{x d x}}}=\int{e^{x} d x} - e^{2} {\color{red}{\frac{x^{1 + 1}}{1 + 1}}}=\int{e^{x} d x} - e^{2} {\color{red}{\left(\frac{x^{2}}{2}\right)}}$$
指数関数の積分は $$$\int{e^{x} d x} = e^{x}$$$です:
$$- \frac{x^{2} e^{2}}{2} + {\color{red}{\int{e^{x} d x}}} = - \frac{x^{2} e^{2}}{2} + {\color{red}{e^{x}}}$$
したがって、
$$\int{\left(- x e^{2} + e^{x}\right)d x} = - \frac{x^{2} e^{2}}{2} + e^{x}$$
積分定数を加える:
$$\int{\left(- x e^{2} + e^{x}\right)d x} = - \frac{x^{2} e^{2}}{2} + e^{x}+C$$
解答
$$$\int \left(- x e^{2} + e^{x}\right)\, dx = \left(- \frac{x^{2} e^{2}}{2} + e^{x}\right) + C$$$A