Integralen av $$$e^{3 \sqrt{x}}$$$

Bestäm $$$\int e^{3 \sqrt{x}}\, dx$$$.

Låt $$$u=3 \sqrt{x}$$$ vara.

Då $$$du=\left(3 \sqrt{x}\right)^{\prime }dx = \frac{3}{2 \sqrt{x}} dx$$$ (stegen kan ses »), och vi har att $$$\frac{dx}{\sqrt{x}} = \frac{2 du}{3}$$$.

Integralen kan omskrivas som

$${\color{red}{\int{e^{3 \sqrt{x}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{2 u e^{u}}{9} d u}}}$$

Tillämpa konstantfaktorregeln $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ med $$$c=\frac{2}{9}$$$ och $$$f{\left(u \right)} = u e^{u}$$$:

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

För integralen $$$\int{u e^{u} d u}$$$, använd partiell integration $$$\int \operatorname{d} \operatorname{dv} = \operatorname{d}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{dd}$$$.

Låt $$$\operatorname{d}=u$$$ och $$$\operatorname{dv}=e^{u} du$$$.

Då gäller $$$\operatorname{dd}=\left(u\right)^{\prime }du=1 du$$$ (stegen kan ses ») och $$$\operatorname{v}=\int{e^{u} d u}=e^{u}$$$ (stegen kan ses »).

Integralen blir

$$\frac{2 {\color{red}{\int{u e^{u} d u}}}}{9}=\frac{2 {\color{red}{\left(u \cdot e^{u}-\int{e^{u} \cdot 1 d u}\right)}}}{9}=\frac{2 {\color{red}{\left(u e^{u} - \int{e^{u} d u}\right)}}}{9}$$

Integralen av den exponentiella funktionen är $$$\int{e^{u} d u} = e^{u}$$$:

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

Kom ihåg att $$$u=3 \sqrt{x}$$$:

$$- \frac{2 e^{{\color{red}{u}}}}{9} + \frac{2 {\color{red}{u}} e^{{\color{red}{u}}}}{9} = - \frac{2 e^{{\color{red}{\left(3 \sqrt{x}\right)}}}}{9} + \frac{2 {\color{red}{\left(3 \sqrt{x}\right)}} e^{{\color{red}{\left(3 \sqrt{x}\right)}}}}{9}$$

Alltså,

$$\int{e^{3 \sqrt{x}} d x} = \frac{2 \sqrt{x} e^{3 \sqrt{x}}}{3} - \frac{2 e^{3 \sqrt{x}}}{9}$$

Förenkla:

$$\int{e^{3 \sqrt{x}} d x} = \frac{2 \left(3 \sqrt{x} - 1\right) e^{3 \sqrt{x}}}{9}$$

Lägg till integrationskonstanten:

$$\int{e^{3 \sqrt{x}} d x} = \frac{2 \left(3 \sqrt{x} - 1\right) e^{3 \sqrt{x}}}{9}+C$$

$$$\int e^{3 \sqrt{x}}\, dx = \frac{2 \left(3 \sqrt{x} - 1\right) e^{3 \sqrt{x}}}{9} + C$$$A