Cálculo Ejemplos

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

Paso 1

Integra por partes mediante la fórmula $\int u d v = u v - \int v d u$ , donde $u = x$ y $d v = e^{- 5 x}$ .

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

Paso 2

Simplifica.

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Paso 2.1

Combina $e^{- 5 x}$ y $\frac{1}{5}$ .

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

Paso 2.2

Combina $x$ y $\frac{e^{- 5 x}}{5}$ .

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

Paso 3

Dado que $- \frac{1}{5}$ es constante con respecto a $x$ , mueve $- \frac{1}{5}$ fuera de la integral.

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

Paso 4

Simplifica.

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Paso 4.1

Multiplica $- 1$ por $- 1$ .

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

Paso 4.2

Multiplica $\frac{1}{5}$ por $1$ .

$- \frac{x e^{- 5 x}}{5} + \frac{1}{5} \int e^{- 5 x} d x$

Paso 5

Sea $u = - 5 x$ . Entonces $d u = - 5 d x$ , de modo que $- \frac{1}{5} d u = d x$ . Reescribe mediante $u$ y $d$ $u$ .

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Paso 5.1

Deja $u = - 5 x$ . Obtén $\frac{d u}{d x}$ .

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Paso 5.1.1

Diferencia $- 5 x$ .

$\frac{d}{d x} [- 5 x]$

Paso 5.1.2

Como $- 5$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $- 5 x$ con respecto a $x$ es $- 5 \frac{d}{d x} [x]$ .

$- 5 \frac{d}{d x} [x]$

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 $n = 1$ .

$- 5 \cdot 1$

Paso 5.1.4

Multiplica $- 5$ por $1$ .

$- 5$

Paso 5.2

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

$- \frac{x e^{- 5 x}}{5} + \frac{1}{5} \int e^{u} \frac{1}{- 5} d u$

Paso 6

Simplifica.

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Paso 6.1

Mueve el negativo al frente de la fracción.

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

Paso 6.2

Combina $e^{u}$ y $\frac{1}{5}$ .

$- \frac{x e^{- 5 x}}{5} + \frac{1}{5} \int - \frac{e^{u}}{5} d u$

Paso 7

Dado que $- 1$ es constante con respecto a $u$ , mueve $- 1$ fuera de la integral.

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

Paso 8

Dado que $\frac{1}{5}$ es constante con respecto a $u$ , mueve $\frac{1}{5}$ fuera de la integral.

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

Paso 9

Simplifica.

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Paso 9.1

Multiplica $\frac{1}{5}$ por $\frac{1}{5}$ .

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

Paso 9.2

Multiplica $5$ por $5$ .

$- \frac{x e^{- 5 x}}{5} - \frac{1}{25} \int e^{u} d u$

Paso 10

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

$- \frac{x e^{- 5 x}}{5} - \frac{1}{25} (e^{u} + C)$

Paso 11

Simplifica.

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Paso 11.1

Reescribe $- \frac{x e^{- 5 x}}{5} - \frac{1}{25} (e^{u} + C)$ como $- \frac{1}{5} x e^{- 5 x} - \frac{1}{25} e^{u} + C$ .

$- \frac{1}{5} x e^{- 5 x} - \frac{1}{25} e^{u} + C$

Paso 11.2

Simplifica.

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Paso 11.2.1

Combina $x$ y $\frac{1}{5}$ .

$- \frac{x}{5} e^{- 5 x} - \frac{1}{25} e^{u} + C$

Paso 11.2.2

Combina $e^{- 5 x}$ y $\frac{x}{5}$ .

$- \frac{e^{- 5 x} x}{5} - \frac{1}{25} e^{u} + C$

Paso 12

Reemplaza todos los casos de $u$ con $- 5 x$ .

$- \frac{e^{- 5 x} x}{5} - \frac{1}{25} e^{- 5 x} + C$

Paso 13

Combina $e^{- 5 x}$ y $\frac{1}{25}$ .

$- \frac{e^{- 5 x} x}{5} - \frac{e^{- 5 x}}{25} + C$

Paso 14

Reordena los términos.

$- \frac{1}{5} e^{- 5 x} x - \frac{1}{25} e^{- 5 x} + C$