Integraal van $$$\frac{e^{\frac{1}{x}}}{x^{3}}$$$

Bepaal $$$\int \frac{e^{\frac{1}{x}}}{x^{3}}\, dx$$$.

Zij $$$u=\frac{1}{x}$$$.

Dan $$$du=\left(\frac{1}{x}\right)^{\prime }dx = - \frac{1}{x^{2}} dx$$$ (de stappen zijn te zien »), en dan geldt dat $$$\frac{dx}{x^{2}} = - du$$$.

Dus,

$${\color{red}{\int{\frac{e^{\frac{1}{x}}}{x^{3}} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(- u e^{u}\right)d u}}}$$

Pas de constante-veelvoudregel $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ toe met $$$c=-1$$$ en $$$f{\left(u \right)} = u e^{u}$$$:

$${\color{red}{\int{\left(- u e^{u}\right)d u}}} = {\color{red}{\left(- \int{u e^{u} d u}\right)}}$$

Voor de integraal $$$\int{u e^{u} d u}$$$, gebruik partiële integratie $$$\int \operatorname{a} \operatorname{dv} = \operatorname{a}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{da}$$$.

Zij $$$\operatorname{a}=u$$$ en $$$\operatorname{dv}=e^{u} du$$$.

Dan $$$\operatorname{da}=\left(u\right)^{\prime }du=1 du$$$ (de stappen zijn te zien ») en $$$\operatorname{v}=\int{e^{u} d u}=e^{u}$$$ (de stappen zijn te zien »).

Dus,

$$- {\color{red}{\int{u e^{u} d u}}}=- {\color{red}{\left(u \cdot e^{u}-\int{e^{u} \cdot 1 d u}\right)}}=- {\color{red}{\left(u e^{u} - \int{e^{u} d u}\right)}}$$

De integraal van de exponentiële functie is $$$\int{e^{u} d u} = e^{u}$$$:

$$- u e^{u} + {\color{red}{\int{e^{u} d u}}} = - u e^{u} + {\color{red}{e^{u}}}$$

We herinneren eraan dat $$$u=\frac{1}{x}$$$:

$$e^{{\color{red}{u}}} - {\color{red}{u}} e^{{\color{red}{u}}} = e^{{\color{red}{\frac{1}{x}}}} - {\color{red}{\frac{1}{x}}} e^{{\color{red}{\frac{1}{x}}}}$$

Dus,

$$\int{\frac{e^{\frac{1}{x}}}{x^{3}} d x} = e^{\frac{1}{x}} - \frac{e^{\frac{1}{x}}}{x}$$

Vereenvoudig:

$$\int{\frac{e^{\frac{1}{x}}}{x^{3}} d x} = \frac{\left(x - 1\right) e^{\frac{1}{x}}}{x}$$

Voeg de integratieconstante toe:

$$\int{\frac{e^{\frac{1}{x}}}{x^{3}} d x} = \frac{\left(x - 1\right) e^{\frac{1}{x}}}{x}+C$$

$$$\int \frac{e^{\frac{1}{x}}}{x^{3}}\, dx = \frac{\left(x - 1\right) e^{\frac{1}{x}}}{x} + C$$$A