Cálculo Ejemplos

$\int 5 x e^{3 x} d x$

Paso 1

Dado que $5$ es constante con respecto a $x$ , mueve $5$ fuera de la integral.

$5 \int x e^{3 x} d x$

Paso 2

Integra por partes mediante la fórmula $\int u d v = u v - \int v d u$ , donde $u = x$ y $d v = e^{3 x}$ .

$5 (x (\frac{1}{3} e^{3 x}) - \int \frac{1}{3} e^{3 x} d x)$

Paso 3

Simplifica.

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Paso 3.1

Combina $\frac{1}{3}$ y $e^{3 x}$ .

$5 (x \frac{e^{3 x}}{3} - \int \frac{1}{3} e^{3 x} d x)$

Paso 3.2

Combina $x$ y $\frac{e^{3 x}}{3}$ .

$5 (\frac{x e^{3 x}}{3} - \int \frac{1}{3} e^{3 x} d x)$

Paso 3.3

Combina $\frac{1}{3}$ y $e^{3 x}$ .

$5 (\frac{x e^{3 x}}{3} - \int \frac{e^{3 x}}{3} d x)$

Paso 4

Dado que $\frac{1}{3}$ es constante con respecto a $x$ , mueve $\frac{1}{3}$ fuera de la integral.

$5 (\frac{x e^{3 x}}{3} - (\frac{1}{3} \int e^{3 x} d x))$

Paso 5

Sea $u = 3 x$ . Entonces $d u = 3 d x$ , de modo que $\frac{1}{3} d u = d x$ . Reescribe mediante $u$ y $d$ $u$ .

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Paso 5.1

Deja $u = 3 x$ . Obtén $\frac{d u}{d x}$ .

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Paso 5.1.1

Diferencia $3 x$ .

$\frac{d}{d x} [3 x]$

Paso 5.1.2

Como $3$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $3 x$ con respecto a $x$ es $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$3 \frac{d}{d x} [x]$

Paso 5.1.3

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ es $n x^{n - 1}$ donde $n = 1$ .

$3 \cdot 1$

Paso 5.1.4

Multiplica $3$ por $1$ .

$3$

Paso 5.2

Reescribe el problema mediante $u$ y $d u$ .

$5 (\frac{x e^{3 x}}{3} - \frac{1}{3} \int e^{u} \frac{1}{3} d u)$

Paso 6

Combina $e^{u}$ y $\frac{1}{3}$ .

$5 (\frac{x e^{3 x}}{3} - \frac{1}{3} \int \frac{e^{u}}{3} d u)$

Paso 7

Dado que $\frac{1}{3}$ es constante con respecto a $u$ , mueve $\frac{1}{3}$ fuera de la integral.

$5 (\frac{x e^{3 x}}{3} - \frac{1}{3} (\frac{1}{3} \int e^{u} d u))$

Paso 8

Simplifica.

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Paso 8.1

Multiplica $\frac{1}{3}$ por $\frac{1}{3}$ .

$5 (\frac{x e^{3 x}}{3} - \frac{1}{3 \cdot 3} \int e^{u} d u)$

Paso 8.2

Multiplica $3$ por $3$ .

$5 (\frac{x e^{3 x}}{3} - \frac{1}{9} \int e^{u} d u)$

Paso 9

La integral de $e^{u}$ con respecto a $u$ es $e^{u}$ .

$5 (\frac{x e^{3 x}}{3} - \frac{1}{9} (e^{u} + C))$

Paso 10

Reescribe $5 (\frac{x e^{3 x}}{3} - \frac{1}{9} (e^{u} + C))$ como $5 (\frac{1}{3} x e^{3 x} - \frac{1}{9} e^{u}) + C$ .

$5 (\frac{1}{3} x e^{3 x} - \frac{1}{9} e^{u}) + C$

Paso 11

Reemplaza todos los casos de $u$ con $3 x$ .

$5 (\frac{1}{3} x e^{3 x} - \frac{1}{9} e^{3 x}) + C$