$$$e^{3 \sqrt{x}}$$$ 的积分

求$$$\int e^{3 \sqrt{x}}\, dx$$$。

设$$$u=3 \sqrt{x}$$$。

则$$$du=\left(3 \sqrt{x}\right)^{\prime }dx = \frac{3}{2 \sqrt{x}} dx$$$ (步骤见»)，并有$$$\frac{dx}{\sqrt{x}} = \frac{2 du}{3}$$$。

积分变为

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

对 $$$c=\frac{2}{9}$$$ 和 $$$f{\left(u \right)} = u e^{u}$$$ 应用常数倍法则 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$：

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

对于积分$$$\int{u e^{u} d u}$$$，使用分部积分法$$$\int \operatorname{d} \operatorname{dv} = \operatorname{d}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{dd}$$$。

设 $$$\operatorname{d}=u$$$ 和 $$$\operatorname{dv}=e^{u} du$$$。

则 $$$\operatorname{dd}=\left(u\right)^{\prime }du=1 du$$$ (步骤见 »)，并且 $$$\operatorname{v}=\int{e^{u} d u}=e^{u}$$$ (步骤见 »)。

因此，

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

指数函数的积分为 $$$\int{e^{u} d u} = e^{u}$$$：

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

回忆一下 $$$u=3 \sqrt{x}$$$:

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

因此，

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

化简：

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

加上积分常数：

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

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