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