Analysis Beispiele

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

Schritt 1

Sei $u = e^{x} + 1$ . Dann ist $d u = e^{x} d x$ , folglich $- d u = - e^{x} d x$ . Forme um unter Verwendung von $u$ und $d$ $u$ .

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Schritt 1.1

Es sei $u = e^{x} + 1$ . Ermittle $\frac{d u}{d x}$ .

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Schritt 1.1.1

Differenziere $e^{x} + 1$ .

$\frac{d}{d x} [e^{x} + 1]$

Schritt 1.1.2

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $e^{x} + 1$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [e^{x}] + \frac{d}{d x} [1]$ .

$\frac{d}{d x} [e^{x}] + \frac{d}{d x} [1]$

Schritt 1.1.3

Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [a^{x}]$ gleich $a^{x} \ln (a)$ ist, wobei $a$ = $e$ .

$e^{x} + \frac{d}{d x} [1]$

Schritt 1.1.4

Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.

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Schritt 1.1.4.1

Da $1$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $1$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$e^{x} + 0$

Schritt 1.1.4.2

Addiere $e^{x}$ und $0$ .

$e^{x}$

Schritt 1.2

Schreibe die Aufgabe mithlfe von $u$ und $d u$ neu.

$\int \frac{1}{1} u^{2} d u$

Schritt 2

Vereinfache.

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Schritt 2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $1$ .

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Schritt 2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\int \frac{1}{1} u^{2} d u$

Schritt 2.1.2

Forme den Ausdruck um.

$\int 1 u^{2} d u$

Schritt 2.2

Mutltipliziere $u^{2}$ mit $1$ .

$\int u^{2} d u$

Schritt 3

Gemäß der Potenzregel ist das Integral von $u^{2}$ nach $u$ gleich $\frac{1}{3} u^{3}$ .

$\frac{1}{3} u^{3} + C$

Schritt 4

Ersetze alle $u$ durch $e^{x} + 1$ .

$\frac{1}{3} {(e^{x} + 1)}^{3} + C$