Was ist f (x) = int xe ^ (2-x) + 3x ^ 2 dx, wenn f (0) = 1 ist?

Was ist f (x) = int xe ^ (2-x) + 3x ^ 2 dx, wenn f (0) = 1 ist?
Anonim

Antworten:

# -xe ^ (2-x) -e ^ (2-x) + x ^ 3 + 1 + e ^ 2 #

Erläuterung:

Beginnen Sie, indem Sie die Summenregel für Integrale verwenden und diese in zwei separate Integrale aufteilen:

# intxe ^ (2-x) dx + int3x ^ 2dx #

Das erste dieser Mini-Integrale wird durch die Integration von Teilen gelöst:

Lassen # u = x -> (du) / dx = 1-> du = dx #

# dv = e ^ (2-x) dx-> intdv = intern ^ (2-x) dx-> v = -e ^ (2-x) #

Verwenden Sie jetzt die Formel für die Integration nach Teilen # intudv = uv-intvdu #, wir haben:

# intxe ^ (2-x) dx = (x) (- e ^ (2-x)) - int (-e ^ (2-x)) dx #

# = - xe ^ (2-x) + inte ^ (2-x) dx #

# = - xe ^ (2-x) -e ^ (2-x) #

Die zweite davon ist ein Fall der Reverse-Power-Regel, in der es heißt:

# intx ^ ndx = (x ^ (n + 1)) / (n + 1) #

So # int3x ^ 2dx = 3 ((x ^ (2 + 1)) / (2 + 1)) = 3 (x ^ 3/3) = x ^ 3 #

Deshalb, # intxe ^ (2-x) + 3x ^ 2dx = -xe ^ (2-x) -e ^ (2-x) + x ^ 3 + C # (Denken Sie daran, die Konstante der Integration hinzuzufügen!)

Wir erhalten den Anfangszustand #f (0) = 1 #, so:

# 1 = - (0) e ^ (2- (0)) - e ^ (2- (0)) + (0) ^ 3 + C #

# 1 = -e ^ 2 + C #

# C = 1 + e ^ 2 #

Durch diesen endgültigen Ersatz erhalten wir unsere endgültige Lösung:

# intxe ^ (2-x) + 3x ^ 2dx = -xe ^ (2-x) -e ^ (2-x) + x ^ 3 + 1 + e ^ 2 #