$$$e^{x} + e^{- x}$$$ 的积分
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求$$$\int \left(e^{x} + e^{- x}\right)\, dx$$$。
解答
逐项积分:
$${\color{red}{\int{\left(e^{x} + e^{- x}\right)d x}}} = {\color{red}{\left(\int{e^{- x} d x} + \int{e^{x} d x}\right)}}$$
指数函数的积分为 $$$\int{e^{x} d x} = e^{x}$$$:
$$\int{e^{- x} d x} + {\color{red}{\int{e^{x} d x}}} = \int{e^{- x} d x} + {\color{red}{e^{x}}}$$
设$$$u=- x$$$。
则$$$du=\left(- x\right)^{\prime }dx = - dx$$$ (步骤见»),并有$$$dx = - du$$$。
所以,
$$e^{x} + {\color{red}{\int{e^{- x} d x}}} = e^{x} + {\color{red}{\int{\left(- e^{u}\right)d u}}}$$
对 $$$c=-1$$$ 和 $$$f{\left(u \right)} = e^{u}$$$ 应用常数倍法则 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$:
$$e^{x} + {\color{red}{\int{\left(- e^{u}\right)d u}}} = e^{x} + {\color{red}{\left(- \int{e^{u} d u}\right)}}$$
指数函数的积分为 $$$\int{e^{u} d u} = e^{u}$$$:
$$e^{x} - {\color{red}{\int{e^{u} d u}}} = e^{x} - {\color{red}{e^{u}}}$$
回忆一下 $$$u=- x$$$:
$$e^{x} - e^{{\color{red}{u}}} = e^{x} - e^{{\color{red}{\left(- x\right)}}}$$
因此,
$$\int{\left(e^{x} + e^{- x}\right)d x} = e^{x} - e^{- x}$$
化简:
$$\int{\left(e^{x} + e^{- x}\right)d x} = 2 \sinh{\left(x \right)}$$
加上积分常数:
$$\int{\left(e^{x} + e^{- x}\right)d x} = 2 \sinh{\left(x \right)}+C$$
答案
$$$\int \left(e^{x} + e^{- x}\right)\, dx = 2 \sinh{\left(x \right)} + C$$$A