Integralen av $$$4 e^{- \frac{x^{2}}{2}}$$$
Relaterad kalkylator: Kalkylator för bestämda och oegentliga integraler
Din inmatning
Bestäm $$$\int 4 e^{- \frac{x^{2}}{2}}\, dx$$$.
Lösning
Tillämpa konstantfaktorregeln $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ med $$$c=4$$$ och $$$f{\left(x \right)} = e^{- \frac{x^{2}}{2}}$$$:
$${\color{red}{\int{4 e^{- \frac{x^{2}}{2}} d x}}} = {\color{red}{\left(4 \int{e^{- \frac{x^{2}}{2}} d x}\right)}}$$
Låt $$$u=\frac{\sqrt{2} x}{2}$$$ vara.
Då $$$du=\left(\frac{\sqrt{2} x}{2}\right)^{\prime }dx = \frac{\sqrt{2}}{2} dx$$$ (stegen kan ses »), och vi har att $$$dx = \sqrt{2} du$$$.
Alltså,
$$4 {\color{red}{\int{e^{- \frac{x^{2}}{2}} d x}}} = 4 {\color{red}{\int{\sqrt{2} e^{- u^{2}} d u}}}$$
Tillämpa konstantfaktorregeln $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ med $$$c=\sqrt{2}$$$ och $$$f{\left(u \right)} = e^{- u^{2}}$$$:
$$4 {\color{red}{\int{\sqrt{2} e^{- u^{2}} d u}}} = 4 {\color{red}{\sqrt{2} \int{e^{- u^{2}} d u}}}$$
Denna integral (Felintegral) har ingen sluten form:
$$4 \sqrt{2} {\color{red}{\int{e^{- u^{2}} d u}}} = 4 \sqrt{2} {\color{red}{\left(\frac{\sqrt{\pi} \operatorname{erf}{\left(u \right)}}{2}\right)}}$$
Kom ihåg att $$$u=\frac{\sqrt{2} x}{2}$$$:
$$2 \sqrt{2} \sqrt{\pi} \operatorname{erf}{\left({\color{red}{u}} \right)} = 2 \sqrt{2} \sqrt{\pi} \operatorname{erf}{\left({\color{red}{\left(\frac{\sqrt{2} x}{2}\right)}} \right)}$$
Alltså,
$$\int{4 e^{- \frac{x^{2}}{2}} d x} = 2 \sqrt{2} \sqrt{\pi} \operatorname{erf}{\left(\frac{\sqrt{2} x}{2} \right)}$$
Lägg till integrationskonstanten:
$$\int{4 e^{- \frac{x^{2}}{2}} d x} = 2 \sqrt{2} \sqrt{\pi} \operatorname{erf}{\left(\frac{\sqrt{2} x}{2} \right)}+C$$
Svar
$$$\int 4 e^{- \frac{x^{2}}{2}}\, dx = 2 \sqrt{2} \sqrt{\pi} \operatorname{erf}{\left(\frac{\sqrt{2} x}{2} \right)} + C$$$A