$$$-1 + \frac{e^{x} - 1}{- x + e^{x}}$$$ 的積分
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求$$$\int \left(-1 + \frac{e^{x} - 1}{- x + e^{x}}\right)\, dx$$$。
解答
逐項積分:
$${\color{red}{\int{\left(-1 + \frac{e^{x} - 1}{- x + e^{x}}\right)d x}}} = {\color{red}{\left(- \int{1 d x} + \int{\frac{e^{x} - 1}{- x + e^{x}} d x}\right)}}$$
配合 $$$c=1$$$,應用常數法則 $$$\int c\, dx = c x$$$:
$$\int{\frac{e^{x} - 1}{- x + e^{x}} d x} - {\color{red}{\int{1 d x}}} = \int{\frac{e^{x} - 1}{- x + e^{x}} d x} - {\color{red}{x}}$$
令 $$$u=- x + e^{x}$$$。
則 $$$du=\left(- x + e^{x}\right)^{\prime }dx = \left(e^{x} - 1\right) dx$$$ (步驟見»),並可得 $$$\left(e^{x} - 1\right) dx = du$$$。
因此,
$$- x + {\color{red}{\int{\frac{e^{x} - 1}{- x + e^{x}} d x}}} = - x + {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}$$
$$$\frac{1}{u}$$$ 的積分是 $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$:
$$- x + {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}} = - x + {\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}$$
回顧一下 $$$u=- x + e^{x}$$$:
$$- x + \ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)} = - x + \ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(- x + e^{x}\right)}}}\right| \right)}$$
因此,
$$\int{\left(-1 + \frac{e^{x} - 1}{- x + e^{x}}\right)d x} = - x + \ln{\left(\left|{x - e^{x}}\right| \right)}$$
加上積分常數:
$$\int{\left(-1 + \frac{e^{x} - 1}{- x + e^{x}}\right)d x} = - x + \ln{\left(\left|{x - e^{x}}\right| \right)}+C$$
答案
$$$\int \left(-1 + \frac{e^{x} - 1}{- x + e^{x}}\right)\, dx = \left(- x + \ln\left(\left|{x - e^{x}}\right|\right)\right) + C$$$A