Integralen av $$$\frac{e^{x}}{e^{x} + e^{- x}}$$$

Bestäm $$$\int \frac{e^{x}}{e^{x} + e^{- x}}\, dx$$$.

Simplify:

$${\color{red}{\int{\frac{e^{x}}{e^{x} + e^{- x}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{e^{2 x}}{e^{2 x} + 1} d x}}}$$

Låt $$$u=e^{2 x} + 1$$$ vara.

Då $$$du=\left(e^{2 x} + 1\right)^{\prime }dx = 2 e^{2 x} dx$$$ (stegen kan ses »), och vi har att $$$e^{2 x} dx = \frac{du}{2}$$$.

Integralen blir

$${\color{red}{\int{\frac{e^{2 x}}{e^{2 x} + 1} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{2 u} d u}}}$$

Tillämpa konstantfaktorregeln $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ med $$$c=\frac{1}{2}$$$ och $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{u}$$$:

$${\color{red}{\int{\frac{1}{2 u} d u}}} = {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{u} d u}}{2}\right)}}$$

Integralen av $$$\frac{1}{u}$$$ är $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$:

$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}}{2} = \frac{{\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}}{2}$$

Kom ihåg att $$$u=e^{2 x} + 1$$$:

$$\frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)}}{2} = \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(e^{2 x} + 1\right)}}}\right| \right)}}{2}$$

Alltså,

$$\int{\frac{e^{x}}{e^{x} + e^{- x}} d x} = \frac{\ln{\left(e^{2 x} + 1 \right)}}{2}$$

Lägg till integrationskonstanten:

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

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