Giải tích Ví dụ

$e^{- 4 x} d x$

Bước 1

Viết $e^{- 4 x} d x$ ở dạng một hàm số.

$f (x) = e^{- 4 x} d x$

Bước 2

Có thể tìm hàm số $F (x)$ bằng cách tìm tích phân bất định của đạo hàm $f (x)$ .

$F (x) = \int f (x) d x$

Bước 3

Lập tích phân để giải.

$F (x) = \int e^{- 4 x} d x d x$

Bước 4

Vì $d$ không đổi đối với $x$ , hãy di chuyển $d$ ra khỏi tích phân.

$d \int e^{- 4 x} x d x$

Bước 5

Lấy tích phân từng phần bằng công thức $\int u d v = u v - \int v d u$ , trong đó $u = x$ và $d v = e^{- 4 x}$ .

$d (x (- \frac{1}{4} e^{- 4 x}) - \int - \frac{1}{4} e^{- 4 x} d x)$

Bước 6

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 6.1

Kết hợp $e^{- 4 x}$ và $\frac{1}{4}$ .

$d (x (- \frac{e^{- 4 x}}{4}) - \int - \frac{1}{4} e^{- 4 x} d x)$

Bước 6.2

Kết hợp $x$ và $\frac{e^{- 4 x}}{4}$ .

$d (- \frac{x e^{- 4 x}}{4} - \int - \frac{1}{4} e^{- 4 x} d x)$

Bước 6.3

Kết hợp $e^{- 4 x}$ và $\frac{1}{4}$ .

$d (- \frac{x e^{- 4 x}}{4} - \int - \frac{e^{- 4 x}}{4} d x)$

Bước 7

Vì $- 1$ không đổi đối với $x$ , hãy di chuyển $- 1$ ra khỏi tích phân.

$d (- \frac{x e^{- 4 x}}{4} - - \int \frac{e^{- 4 x}}{4} d x)$

Bước 8

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 8.1

Nhân $- 1$ với $- 1$ .

$d (- \frac{x e^{- 4 x}}{4} + 1 \int \frac{e^{- 4 x}}{4} d x)$

Bước 8.2

Nhân $\int \frac{e^{- 4 x}}{4} d x$ với $1$ .

$d (- \frac{x e^{- 4 x}}{4} + \int \frac{e^{- 4 x}}{4} d x)$

Bước 9

Vì $\frac{1}{4}$ không đổi đối với $x$ , hãy di chuyển $\frac{1}{4}$ ra khỏi tích phân.

$d (- \frac{x e^{- 4 x}}{4} + \frac{1}{4} \int e^{- 4 x} d x)$

Bước 10

Giả sử $u = - 4 x$ . Sau đó $d u = - 4 d x$ , nên $- \frac{1}{4} d u = d x$ . Viết lại bằng $u$ và $d$ $u$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.1

Hãy đặt $u = - 4 x$ . Tìm $\frac{d u}{d x}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.1.1

Tính đạo hàm $- 4 x$ .

$\frac{d}{d x} [- 4 x]$

Bước 10.1.2

Vì $- 4$ không đổi đối với $x$ , nên đạo hàm của $- 4 x$ đối với $x$ là $- 4 \frac{d}{d x} [x]$ .

$- 4 \frac{d}{d x} [x]$

Bước 10.1.3

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ là $n x^{n - 1}$ trong đó $n = 1$ .

$- 4 \cdot 1$

Bước 10.1.4

Nhân $- 4$ với $1$ .

$- 4$

Bước 10.2

Viết lại bài tập bằng cách dùng $u$ và $d u$ .

$d (- \frac{x e^{- 4 x}}{4} + \frac{1}{4} \int e^{u} \frac{1}{- 4} d u)$

Bước 11

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 11.1

Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.

$d (- \frac{x e^{- 4 x}}{4} + \frac{1}{4} \int e^{u} (- \frac{1}{4}) d u)$

Bước 11.2

Kết hợp $e^{u}$ và $\frac{1}{4}$ .

$d (- \frac{x e^{- 4 x}}{4} + \frac{1}{4} \int - \frac{e^{u}}{4} d u)$

Bước 12

Vì $- 1$ không đổi đối với $u$ , hãy di chuyển $- 1$ ra khỏi tích phân.

$d (- \frac{x e^{- 4 x}}{4} + \frac{1}{4} (- \int \frac{e^{u}}{4} d u))$

Bước 13

Vì $\frac{1}{4}$ không đổi đối với $u$ , hãy di chuyển $\frac{1}{4}$ ra khỏi tích phân.

$d (- \frac{x e^{- 4 x}}{4} + \frac{1}{4} (- (\frac{1}{4} \int e^{u} d u)))$

Bước 14

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 14.1

Nhân $\frac{1}{4}$ với $\frac{1}{4}$ .

$d (- \frac{x e^{- 4 x}}{4} - \frac{1}{4 \cdot 4} \int e^{u} d u)$

Bước 14.2

Nhân $4$ với $4$ .

$d (- \frac{x e^{- 4 x}}{4} - \frac{1}{16} \int e^{u} d u)$

Bước 15

Tích phân của $e^{u}$ đối với $u$ là $e^{u}$ .

$d (- \frac{x e^{- 4 x}}{4} - \frac{1}{16} (e^{u} + C))$

Bước 16

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 16.1

Viết lại $d (- \frac{x e^{- 4 x}}{4} - \frac{1}{16} (e^{u} + C))$ ở dạng $d (- \frac{1}{4} x e^{- 4 x} - \frac{1}{16} e^{u}) + C$ .

$d (- \frac{1}{4} x e^{- 4 x} - \frac{1}{16} e^{u}) + C$

Bước 16.2

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 16.2.1

Kết hợp $x$ và $\frac{1}{4}$ .

$d (- \frac{x}{4} e^{- 4 x} - \frac{1}{16} e^{u}) + C$

Bước 16.2.2

Kết hợp $e^{- 4 x}$ và $\frac{x}{4}$ .

$d (- \frac{e^{- 4 x} x}{4} - \frac{1}{16} e^{u}) + C$

Bước 16.2.3

Kết hợp $e^{u}$ và $\frac{1}{16}$ .

$d (- \frac{e^{- 4 x} x}{4} - \frac{e^{u}}{16}) + C$

Bước 17

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u$ với $- 4 x$ .

$d (- \frac{e^{- 4 x} x}{4} - \frac{e^{- 4 x}}{16}) + C$

Bước 18

Sắp xếp lại các số hạng.

$d (- \frac{1}{4} e^{- 4 x} x - \frac{1}{16} e^{- 4 x}) + C$

Bước 19

Câu trả lời là nguyên hàm của hàm số $f (x) = e^{- 4 x} d x$ .

$F (x) =$ $d (- \frac{1}{4} e^{- 4 x} x - \frac{1}{16} e^{- 4 x}) + C$