Calcul infinitésimal Exemples

$\int 4 x (2 x - 3) (3 x + 1) d x$

Étape 1

Comme $4$ est constant par rapport à $x$ , placez $4$ en dehors de l’intégrale.

$4 \int (x (2 x - 3)) (3 x + 1) d x$

Étape 2

Laissez $u = 3 x + 1$ . Alors $d u = 3 d x$ , donc $\frac{1}{3} d u = d x$ . Réécrivez avec $u$ et $d$ $u$ .

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Étape 2.1

Laissez $u = 3 x + 1$ . Déterminez $\frac{d u}{d x}$ .

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Étape 2.1.1

Différenciez $3 x + 1$ .

$\frac{d}{d x} [3 x + 1]$

Étape 2.1.2

Selon la règle de la somme, la dérivée de $3 x + 1$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [1]$ .

$\frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Étape 2.1.3

Évaluez $\frac{d}{d x} [3 x]$ .

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Étape 2.1.3.1

Comme $3$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $3 x$ par rapport à $x$ est $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$3 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [1]$

Étape 2.1.3.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 1$ .

$3 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [1]$

Étape 2.1.3.3

Multipliez $3$ par $1$ .

$3 + \frac{d}{d x} [1]$

$3 + \frac{d}{d x} [1]$

Étape 2.1.4

Différenciez en utilisant la règle de la constante.

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Étape 2.1.4.1

Comme $1$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $1$ par rapport à $x$ est $0$ .

$3 + 0$

Étape 2.1.4.2

Additionnez $3$ et $0$ .

$3$

$3$

$3$

Étape 2.2

Réécrivez le problème en utilisant $u$ et $d u$ .

$4 \int (\frac{u}{3} - \frac{1}{3}) (2 (\frac{u}{3} - \frac{1}{3}) - 3) u \frac{1}{3} d u$

$4 \int (\frac{u}{3} - \frac{1}{3}) (2 (\frac{u}{3} - \frac{1}{3}) - 3) u \frac{1}{3} d u$

Étape 3

Associez $\frac{1}{3}$ et $u$ .

$4 \int (\frac{u}{3} - \frac{1}{3}) (2 (\frac{u}{3} - \frac{1}{3}) - 3) \frac{u}{3} d u$

Étape 4

Simplifiez

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Étape 4.1

Appliquez la propriété distributive.

$4 \int (\frac{u}{3} - \frac{1}{3}) (2 \frac{u}{3} + 2 (- \frac{1}{3}) - 3) \frac{u}{3} d u$

Étape 4.2

Appliquez la propriété distributive.

$4 \int (\frac{u}{3} (2 \frac{u}{3} + 2 (- \frac{1}{3}) - 3) - \frac{1}{3} (2 \frac{u}{3} + 2 (- \frac{1}{3}) - 3)) \frac{u}{3} d u$

Étape 4.3

Appliquez la propriété distributive.

$4 \int (\frac{u}{3} (2 \frac{u}{3} + 2 (- \frac{1}{3})) + \frac{u}{3} \cdot - 3 - \frac{1}{3} (2 \frac{u}{3} + 2 (- \frac{1}{3}) - 3)) \frac{u}{3} d u$

Étape 4.4

Appliquez la propriété distributive.

$4 \int (\frac{u}{3} (2 \frac{u}{3}) + \frac{u}{3} (2 (- \frac{1}{3})) + \frac{u}{3} \cdot - 3 - \frac{1}{3} (2 \frac{u}{3} + 2 (- \frac{1}{3}) - 3)) \frac{u}{3} d u$

Étape 4.5

Appliquez la propriété distributive.

$4 \int (\frac{u}{3} (2 \frac{u}{3}) + \frac{u}{3} (2 (- \frac{1}{3})) + \frac{u}{3} \cdot - 3 - \frac{1}{3} (2 \frac{u}{3} + 2 (- \frac{1}{3})) - \frac{1}{3} \cdot - 3) \frac{u}{3} d u$

Étape 4.6

Appliquez la propriété distributive.

$4 \int (\frac{u}{3} (2 \frac{u}{3}) + \frac{u}{3} (2 (- \frac{1}{3})) + \frac{u}{3} \cdot - 3 - \frac{1}{3} (2 \frac{u}{3}) - \frac{1}{3} (2 (- \frac{1}{3})) - \frac{1}{3} \cdot - 3) \frac{u}{3} d u$

Étape 4.7

Appliquez la propriété distributive.

$4 \int (\frac{u}{3} (2 \frac{u}{3}) + \frac{u}{3} (2 (- \frac{1}{3})) + \frac{u}{3} \cdot - 3) \frac{u}{3} + (- \frac{1}{3} (2 \frac{u}{3}) - \frac{1}{3} (2 (- \frac{1}{3})) - \frac{1}{3} \cdot - 3) \frac{u}{3} d u$

Étape 4.8

Appliquez la propriété distributive.

$4 \int (\frac{u}{3} (2 \frac{u}{3}) + \frac{u}{3} (2 (- \frac{1}{3}))) \frac{u}{3} + \frac{u}{3} \cdot - 3 \frac{u}{3} + (- \frac{1}{3} (2 \frac{u}{3}) - \frac{1}{3} (2 (- \frac{1}{3})) - \frac{1}{3} \cdot - 3) \frac{u}{3} d u$

Étape 4.9

Appliquez la propriété distributive.

$4 \int \frac{u}{3} (2 \frac{u}{3}) \frac{u}{3} + \frac{u}{3} (2 (- \frac{1}{3})) \frac{u}{3} + \frac{u}{3} \cdot - 3 \frac{u}{3} + (- \frac{1}{3} (2 \frac{u}{3}) - \frac{1}{3} (2 (- \frac{1}{3})) - \frac{1}{3} \cdot - 3) \frac{u}{3} d u$

Étape 4.10

Appliquez la propriété distributive.

$4 \int \frac{u}{3} (2 \frac{u}{3}) \frac{u}{3} + \frac{u}{3} (2 (- \frac{1}{3})) \frac{u}{3} + \frac{u}{3} \cdot - 3 \frac{u}{3} + (- \frac{1}{3} (2 \frac{u}{3}) - \frac{1}{3} (2 (- \frac{1}{3}))) \frac{u}{3} - \frac{1}{3} \cdot - 3 \frac{u}{3} d u$

Étape 4.11

Appliquez la propriété distributive.

$4 \int \frac{u}{3} (2 \frac{u}{3}) \frac{u}{3} + \frac{u}{3} (2 (- \frac{1}{3})) \frac{u}{3} + \frac{u}{3} \cdot - 3 \frac{u}{3} - \frac{1}{3} (2 \frac{u}{3}) \frac{u}{3} - \frac{1}{3} (2 (- \frac{1}{3})) \frac{u}{3} - \frac{1}{3} \cdot - 3 \frac{u}{3} d u$

Étape 4.12

Remettez dans l’ordre $\frac{u}{3}$ et $2$ .

$4 \int 2 \cdot \frac{u}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} + \frac{u}{3} (2 (- \frac{1}{3})) \frac{u}{3} + \frac{u}{3} \cdot - 3 \frac{u}{3} - \frac{1}{3} (2 \frac{u}{3}) \frac{u}{3} - \frac{1}{3} (2 (- \frac{1}{3})) \frac{u}{3} - \frac{1}{3} \cdot - 3 \frac{u}{3} d u$

Étape 4.13

Déplacez les parenthèses.

$4 \int 2 \cdot \frac{u}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} + \frac{u}{3} (2 \cdot - 1) \frac{1}{3} \frac{u}{3} + \frac{u}{3} \cdot - 3 \frac{u}{3} - \frac{1}{3} (2 \frac{u}{3}) \frac{u}{3} - \frac{1}{3} (2 (- \frac{1}{3})) \frac{u}{3} - \frac{1}{3} \cdot - 3 \frac{u}{3} d u$

Étape 4.14

Déplacez $\frac{u}{3}$ .

$4 \int 2 \cdot \frac{u}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} + \frac{u}{3} \cdot - 3 \frac{u}{3} - \frac{1}{3} (2 \frac{u}{3}) \frac{u}{3} - \frac{1}{3} (2 (- \frac{1}{3})) \frac{u}{3} - \frac{1}{3} \cdot - 3 \frac{u}{3} d u$

Étape 4.15

Remettez dans l’ordre $\frac{u}{3}$ et $- 3$ .

$4 \int 2 \cdot \frac{u}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \cdot \frac{u}{3} \frac{u}{3} - \frac{1}{3} (2 \frac{u}{3}) \frac{u}{3} - \frac{1}{3} (2 (- \frac{1}{3})) \frac{u}{3} - \frac{1}{3} \cdot - 3 \frac{u}{3} d u$

Étape 4.16

Déplacez $\frac{1}{3}$ .

$4 \int 2 \cdot \frac{u}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \cdot \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - \frac{1}{3} (2 (- \frac{1}{3})) \frac{u}{3} - \frac{1}{3} \cdot - 3 \frac{u}{3} d u$

Étape 4.17

Déplacez les parenthèses.

$4 \int 2 \cdot \frac{u}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \cdot \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - \frac{1}{3} (2 \cdot - 1) \frac{1}{3} \frac{u}{3} - \frac{1}{3} \cdot - 3 \frac{u}{3} d u$

Étape 4.18

Déplacez $\frac{1}{3}$ .

$4 \int 2 \cdot \frac{u}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \cdot \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - \frac{1}{3} \cdot - 3 \frac{u}{3} d u$

Étape 4.19

Déplacez $\frac{1}{3}$ .

$4 \int 2 \cdot \frac{u}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \cdot \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.20

Associez $2$ et $\frac{u}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u}{3} \cdot \frac{u}{3} \frac{u}{3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.21

Multipliez $\frac{2 u}{3}$ par $\frac{u}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u \cdot u}{3 \cdot 3} \cdot \frac{u}{3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.22

Élevez $u$ à la puissance $1$ .

$4 \int \frac{2 (u^{1} u)}{3 \cdot 3} \cdot \frac{u}{3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.23

Élevez $u$ à la puissance $1$ .

$4 \int \frac{2 (u^{1} u^{1})}{3 \cdot 3} \cdot \frac{u}{3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.24

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$4 \int \frac{2 u^{1 + 1}}{3 \cdot 3} \cdot \frac{u}{3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.25

Additionnez $1$ et $1$ .

$4 \int \frac{2 u^{2}}{3 \cdot 3} \cdot \frac{u}{3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.26

Multipliez $3$ par $3$ .

$4 \int \frac{2 u^{2}}{9} \cdot \frac{u}{3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.27

Multipliez $\frac{2 u^{2}}{9}$ par $\frac{u}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{2} u}{9 \cdot 3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.28

Élevez $u$ à la puissance $1$ .

$4 \int \frac{2 (u^{2} u^{1})}{9 \cdot 3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.29

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$4 \int \frac{2 u^{2 + 1}}{9 \cdot 3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.30

Additionnez $2$ et $1$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{9 \cdot 3} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.31

Multipliez $9$ par $3$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + 2 \cdot - 1 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.32

Multipliez $2$ par $- 1$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} - 2 \frac{u}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.33

Associez $- 2$ et $\frac{u}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u}{3} \cdot \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.34

Multipliez $\frac{- 2 u}{3}$ par $\frac{1}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u}{3 \cdot 3} \cdot \frac{u}{3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.35

Multipliez $3$ par $3$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u}{9} \cdot \frac{u}{3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.36

Multipliez $\frac{- 2 u}{9}$ par $\frac{u}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u \cdot u}{9 \cdot 3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.37

Élevez $u$ à la puissance $1$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 (u^{1} u)}{9 \cdot 3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.38

Élevez $u$ à la puissance $1$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 (u^{1} u^{1})}{9 \cdot 3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.39

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u^{1 + 1}}{9 \cdot 3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.40

Additionnez $1$ et $1$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{9 \cdot 3} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.41

Multipliez $9$ par $3$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} - 3 \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.42

Associez $- 3$ et $\frac{u}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{- 3 u}{3} \cdot \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.43

Multipliez $\frac{- 3 u}{3}$ par $\frac{u}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{- 3 u \cdot u}{3 \cdot 3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.44

Élevez $u$ à la puissance $1$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{- 3 (u^{1} u)}{3 \cdot 3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.45

Élevez $u$ à la puissance $1$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{- 3 (u^{1} u^{1})}{3 \cdot 3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.46

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{- 3 u^{1 + 1}}{3 \cdot 3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.47

Additionnez $1$ et $1$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{- 3 u^{2}}{3 \cdot 3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.48

Multipliez $3$ par $3$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{- 3 u^{2}}{9} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.49

Pour écrire $\frac{- 3 u^{2}}{9}$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{- 3 u^{2}}{9} \cdot \frac{3}{3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.50

Écrivez chaque expression avec un dénominateur commun $27$ , en multipliant chacun par un facteur approprié de $1$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.50.1

Multipliez $\frac{- 3 u^{2}}{9}$ par $\frac{3}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{- 3 u^{2} \cdot 3}{9 \cdot 3} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.50.2

Multipliez $9$ par $3$ .

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{- 3 u^{2} \cdot 3}{27} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{- 3 u^{2} \cdot 3}{27} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.51

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$4 \int \frac{2 u^{3}}{27} + \frac{- 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.52

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} - 1 \cdot 2 \frac{1}{3} \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.53

Multipliez $- 1$ par $2$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} - 2 (\frac{1}{3}) \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.54

Associez $- 2$ et $\frac{1}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2}{3} \cdot \frac{u}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.55

Multipliez $\frac{- 2}{3}$ par $\frac{u}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u}{3 \cdot 3} \cdot \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.56

Multipliez $3$ par $3$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u}{9} \cdot \frac{u}{3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.57

Multipliez $\frac{- 2 u}{9}$ par $\frac{u}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u \cdot u}{9 \cdot 3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.58

Élevez $u$ à la puissance $1$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 (u^{1} u)}{9 \cdot 3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.59

Élevez $u$ à la puissance $1$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 (u^{1} u^{1})}{9 \cdot 3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.60

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{1 + 1}}{9 \cdot 3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.61

Additionnez $1$ et $1$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{9 \cdot 3} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.62

Multipliez $9$ par $3$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} - 1 \cdot 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.63

Multipliez $- 1$ par $2$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} - 2 \cdot - 1 \frac{1}{3} \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.64

Multipliez $- 2$ par $- 1$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + 2 (\frac{1}{3}) \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.65

Associez $2$ et $\frac{1}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{3} \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.66

Multipliez $\frac{2}{3}$ par $\frac{1}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{2}{3 \cdot 3} \cdot \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.67

Multipliez $3$ par $3$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{2}{9} \cdot \frac{u}{3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.68

Multipliez $\frac{2}{9}$ par $\frac{u}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{2 u}{9 \cdot 3} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.69

Multipliez $9$ par $3$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{2 u}{27} - 1 \cdot - 3 \frac{1}{3} \frac{u}{3} d u$

Étape 4.70

Multipliez $- 1$ par $- 3$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{2 u}{27} + 3 (\frac{1}{3}) \frac{u}{3} d u$

Étape 4.71

Associez $3$ et $\frac{1}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{2 u}{27} + \frac{3}{3} \cdot \frac{u}{3} d u$

Étape 4.72

Multipliez $\frac{3}{3}$ par $\frac{u}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{2 u}{27} + \frac{3 u}{3 \cdot 3} d u$

Étape 4.73

Multipliez $3$ par $3$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{2 u}{27} + \frac{3 u}{9} d u$

Étape 4.74

Pour écrire $\frac{3 u}{9}$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{2 u}{27} + \frac{3 u}{9} \cdot \frac{3}{3} d u$

Étape 4.75

Écrivez chaque expression avec un dénominateur commun $27$ , en multipliant chacun par un facteur approprié de $1$ .

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Étape 4.75.1

Multipliez $\frac{3 u}{9}$ par $\frac{3}{3}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{2 u}{27} + \frac{3 u \cdot 3}{9 \cdot 3} d u$

Étape 4.75.2

Multipliez $9$ par $3$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{2 u}{27} + \frac{3 u \cdot 3}{27} d u$

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{2 u}{27} + \frac{3 u \cdot 3}{27} d u$

Étape 4.76

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2}}{27} + \frac{2 u + 3 u \cdot 3}{27} d u$

Étape 4.77

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3}{27} + \frac{- 2 u^{2} + 2 u + 3 u \cdot 3}{27} d u$

Étape 4.78

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3 - 2 u^{2} + 2 u + 3 u \cdot 3}{27} d u$

Étape 4.79

Remettez dans l’ordre $2 u$ et $3 u \cdot 3$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3 - 2 u^{2} + 3 u \cdot 3 + 2 u}{27} d u$

Étape 4.80

Déplacez $- 3 u^{2} \cdot 3$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 2 u^{2} - 2 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3 + 3 u \cdot 3 + 2 u}{27} d u$

Étape 4.81

Soustrayez $2 u^{2}$ de $- 2 u^{2}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 4 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3 + 3 u \cdot 3 + 2 u}{27} d u$

$4 \int \frac{2 u^{3} - 4 u^{2} - 3 u^{2} \cdot 3 + 3 u \cdot 3 + 2 u}{27} d u$

Étape 5

Simplifiez

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Étape 5.1

Multipliez $3$ par $- 3$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 4 u^{2} - 9 u^{2} + 3 u \cdot 3 + 2 u}{27} d u$

Étape 5.2

Soustrayez $9 u^{2}$ de $- 4 u^{2}$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 13 u^{2} + 3 u \cdot 3 + 2 u}{27} d u$

Étape 5.3

Multipliez $3$ par $3$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 13 u^{2} + 9 u + 2 u}{27} d u$

Étape 5.4

Additionnez $9 u$ et $2 u$ .

$4 \int \frac{2 u^{3} - 13 u^{2} + 11 u}{27} d u$

$4 \int \frac{2 u^{3} - 13 u^{2} + 11 u}{27} d u$

Étape 6

Comme $\frac{1}{27}$ est constant par rapport à $u$ , placez $\frac{1}{27}$ en dehors de l’intégrale.

$4 (\frac{1}{27} \int 2 u^{3} - 13 u^{2} + 11 u d u)$

Étape 7

Associez $\frac{1}{27}$ et $4$ .

$\frac{4}{27} \int 2 u^{3} - 13 u^{2} + 11 u d u$

Étape 8

Séparez l’intégrale unique en plusieurs intégrales.

$\frac{4}{27} (\int 2 u^{3} d u + \int - 13 u^{2} d u + \int 11 u d u)$

Étape 9

Comme $2$ est constant par rapport à $u$ , placez $2$ en dehors de l’intégrale.

$\frac{4}{27} (2 \int u^{3} d u + \int - 13 u^{2} d u + \int 11 u d u)$

Étape 10

Selon la règle de puissance, l’intégrale de $u^{3}$ par rapport à $u$ est $\frac{1}{4} u^{4}$ .

$\frac{4}{27} (2 (\frac{1}{4} u^{4} + C) + \int - 13 u^{2} d u + \int 11 u d u)$

Étape 11

Comme $- 13$ est constant par rapport à $u$ , placez $- 13$ en dehors de l’intégrale.

$\frac{4}{27} (2 (\frac{1}{4} u^{4} + C) - 13 \int u^{2} d u + \int 11 u d u)$

Étape 12

Selon la règle de puissance, l’intégrale de $u^{2}$ par rapport à $u$ est $\frac{1}{3} u^{3}$ .

$\frac{4}{27} (2 (\frac{1}{4} u^{4} + C) - 13 (\frac{1}{3} u^{3} + C) + \int 11 u d u)$

Étape 13

Comme $11$ est constant par rapport à $u$ , placez $11$ en dehors de l’intégrale.

$\frac{4}{27} (2 (\frac{1}{4} u^{4} + C) - 13 (\frac{1}{3} u^{3} + C) + 11 \int u d u)$

Étape 14

Selon la règle de puissance, l’intégrale de $u$ par rapport à $u$ est $\frac{1}{2} u^{2}$ .

$\frac{4}{27} (2 (\frac{1}{4} u^{4} + C) - 13 (\frac{1}{3} u^{3} + C) + 11 (\frac{1}{2} u^{2} + C))$

Étape 15

Simplifiez

$\frac{4}{27} (\frac{u^{4}}{2} - \frac{13 u^{3}}{3} + \frac{11 u^{2}}{2}) + C$

Étape 16

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $3 x + 1$ .

$\frac{4}{27} (\frac{{(3 x + 1)}^{4}}{2} - \frac{13 {(3 x + 1)}^{3}}{3} + \frac{11 {(3 x + 1)}^{2}}{2}) + C$

Étape 17

Remettez les termes dans l’ordre.

$\frac{4}{27} (\frac{1}{2} {(3 x + 1)}^{4} - \frac{13}{3} {(3 x + 1)}^{3} + \frac{11}{2} {(3 x + 1)}^{2}) + C$

$[\begin{array}{c} x^{2} & \frac{1}{2} \\ \sqrt{π} & \int x d x \end{array}]$