Cálculo Exemplos

$\int x^{2} e^{- 2 x} d x$

Etapa 1

Integre por partes usando a fórmula $\int u d v = u v - \int v d u$ , em que $u = x^{2}$ e $d v = e^{- 2 x}$ .

$x^{2} (- \frac{1}{2} e^{- 2 x}) - \int - \frac{1}{2} e^{- 2 x} (2 x) d x$

Etapa 2

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 2.1

Combine $e^{- 2 x}$ e $\frac{1}{2}$ .

$x^{2} (- \frac{e^{- 2 x}}{2}) - \int - \frac{1}{2} e^{- 2 x} (2 x) d x$

Etapa 2.2

Combine $x^{2}$ e $\frac{e^{- 2 x}}{2}$ .

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - \int - \frac{1}{2} e^{- 2 x} (2 x) d x$

Etapa 3

Como $- \frac{1}{2} \cdot 2$ é constante com relação a $x$ , mova $- \frac{1}{2} \cdot 2$ para fora da integral.

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - (- \frac{1}{2} \cdot 2 \int e^{- 2 x} (x) d x)$

Etapa 4

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1

Multiplique $2$ por $- 1$ .

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - (- 2 (\frac{1}{2}) \int e^{- 2 x} (x) d x)$

Etapa 4.2

Combine $- 2$ e $\frac{1}{2}$ .

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - (\frac{- 2}{2} \int e^{- 2 x} (x) d x)$

Etapa 4.3

Cancele o fator comum de $- 2$ e $2$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.1

Fatore $2$ de $- 2$ .

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - (\frac{2 \cdot - 1}{2} \int e^{- 2 x} (x) d x)$

Etapa 4.3.2

Cancele os fatores comuns.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.2.1

Fatore $2$ de $2$ .

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - (\frac{2 \cdot - 1}{2 (1)} \int e^{- 2 x} (x) d x)$

Etapa 4.3.2.2

Cancele o fator comum.

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - (\frac{2 \cdot - 1}{2 \cdot 1} \int e^{- 2 x} (x) d x)$

Etapa 4.3.2.3

Reescreva a expressão.

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - (\frac{- 1}{1} \int e^{- 2 x} (x) d x)$

Etapa 4.3.2.4

Divida $- 1$ por $1$ .

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - - \int e^{- 2 x} (x) d x$

Etapa 4.4

Multiplique $- 1$ por $- 1$ .

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

Etapa 4.5

Multiplique $\int e^{- 2 x} (x) d x$ por $1$ .

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} + \int e^{- 2 x} (x) d x$

Etapa 5

Integre por partes usando a fórmula $\int u d v = u v - \int v d u$ , em que $u = x$ e $d v = e^{- 2 x}$ .

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

Etapa 6

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 6.1

Combine $e^{- 2 x}$ e $\frac{1}{2}$ .

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

Etapa 6.2

Combine $x$ e $\frac{e^{- 2 x}}{2}$ .

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - \frac{x e^{- 2 x}}{2} - \int - \frac{1}{2} e^{- 2 x} d x$

Etapa 7

Como $- \frac{1}{2}$ é constante com relação a $x$ , mova $- \frac{1}{2}$ para fora da integral.

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - \frac{x e^{- 2 x}}{2} - (- \frac{1}{2} \int e^{- 2 x} d x)$

Etapa 8

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 8.1

Multiplique $- 1$ por $- 1$ .

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

Etapa 8.2

Multiplique $\frac{1}{2}$ por $1$ .

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

Etapa 9

Deixe $u = - 2 x$ . Depois, $d u = - 2 d x$ , então, $- \frac{1}{2} d u = d x$ . Reescreva usando $u$ e $d$ $u$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 9.1

Deixe $u = - 2 x$ . Encontre $\frac{d u}{d x}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 9.1.1

Diferencie $- 2 x$ .

$\frac{d}{d x} [- 2 x]$

Etapa 9.1.2

Como $- 2$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $- 2 x$ em relação a $x$ é $- 2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$- 2 \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 9.1.3

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 1$ .

$- 2 \cdot 1$

Etapa 9.1.4

Multiplique $- 2$ por $1$ .

$- 2$

Etapa 9.2

Reescreva o problema usando $u$ e $d u$ .

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - \frac{x e^{- 2 x}}{2} + \frac{1}{2} \int e^{u} \frac{1}{- 2} d u$

Etapa 10

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 10.1

Mova o número negativo para a frente da fração.

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - \frac{x e^{- 2 x}}{2} + \frac{1}{2} \int e^{u} (- \frac{1}{2}) d u$

Etapa 10.2

Combine $e^{u}$ e $\frac{1}{2}$ .

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - \frac{x e^{- 2 x}}{2} + \frac{1}{2} \int - \frac{e^{u}}{2} d u$

Etapa 11

Como $- 1$ é constante com relação a $u$ , mova $- 1$ para fora da integral.

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - \frac{x e^{- 2 x}}{2} + \frac{1}{2} (- \int \frac{e^{u}}{2} d u)$

Etapa 12

Como $\frac{1}{2}$ é constante com relação a $u$ , mova $\frac{1}{2}$ para fora da integral.

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - \frac{x e^{- 2 x}}{2} + \frac{1}{2} (- (\frac{1}{2} \int e^{u} d u))$

Etapa 13

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 13.1

Multiplique $\frac{1}{2}$ por $\frac{1}{2}$ .

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - \frac{x e^{- 2 x}}{2} - \frac{1}{2 \cdot 2} \int e^{u} d u$

Etapa 13.2

Multiplique $2$ por $2$ .

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - \frac{x e^{- 2 x}}{2} - \frac{1}{4} \int e^{u} d u$

Etapa 14

A integral de $e^{u}$ com relação a $u$ é $e^{u}$ .

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - \frac{x e^{- 2 x}}{2} - \frac{1}{4} (e^{u} + C)$

Etapa 15

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 15.1

Reescreva $- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - \frac{x e^{- 2 x}}{2} - \frac{1}{4} (e^{u} + C)$ como $- \frac{1}{2} x^{2} e^{- 2 x} - \frac{1}{2} x e^{- 2 x} - \frac{1}{4} e^{u} + C$ .

$- \frac{1}{2} x^{2} e^{- 2 x} - \frac{1}{2} x e^{- 2 x} - \frac{1}{4} e^{u} + C$

Etapa 15.2

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 15.2.1

Combine $x^{2}$ e $\frac{1}{2}$ .

$- \frac{x^{2}}{2} e^{- 2 x} - \frac{1}{2} x e^{- 2 x} - \frac{1}{4} e^{u} + C$

Etapa 15.2.2

Combine $e^{- 2 x}$ e $\frac{x^{2}}{2}$ .

$- \frac{e^{- 2 x} x^{2}}{2} - \frac{1}{2} x e^{- 2 x} - \frac{1}{4} e^{u} + C$

Etapa 15.2.3

Combine $x$ e $\frac{1}{2}$ .

$- \frac{e^{- 2 x} x^{2}}{2} - \frac{x}{2} e^{- 2 x} - \frac{1}{4} e^{u} + C$

Etapa 15.2.4

Combine $e^{- 2 x}$ e $\frac{x}{2}$ .

$- \frac{e^{- 2 x} x^{2}}{2} - \frac{e^{- 2 x} x}{2} - \frac{1}{4} e^{u} + C$

Etapa 16

Substitua todas as ocorrências de $u$ por $- 2 x$ .

$- \frac{e^{- 2 x} x^{2}}{2} - \frac{e^{- 2 x} x}{2} - \frac{1}{4} e^{- 2 x} + C$

Etapa 17

Combine $e^{- 2 x}$ e $\frac{1}{4}$ .

$- \frac{e^{- 2 x} x^{2}}{2} - \frac{e^{- 2 x} x}{2} - \frac{e^{- 2 x}}{4} + C$

Etapa 18

Reordene os termos.

$- \frac{1}{2} e^{- 2 x} x^{2} - \frac{1}{2} e^{- 2 x} x - \frac{1}{4} e^{- 2 x} + C$

Etapa 19

Reescreva $- \frac{1}{2} e^{- 2 x} x^{2} - \frac{1}{2} e^{- 2 x} x - \frac{1}{4} e^{- 2 x} + C$ como $- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - \frac{x e^{- 2 x}}{2} - \frac{1}{4} e^{- 2 x} + C$ .

$- \frac{x^{2} e^{- 2 x}}{2} - \frac{x e^{- 2 x}}{2} - \frac{1}{4} e^{- 2 x} + C$

Etapa 20

Remova os parênteses.

$- \frac{1}{2} x^{2} e^{- 2 x} - \frac{1}{2} x e^{- 2 x} - \frac{1}{4} e^{- 2 x} + C$