Calcul infinitésimal Exemples

$\int \frac{9 x}{\sqrt{3 x^{2} + 8}} d x$

Étape 1

Laissez $u = 3 x^{2} + 8$ . Alors $d u = 6 x d x$ , donc $\frac{1}{6} d u = x d x$ . Réécrivez avec $u$ et $d$ $u$ .

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Étape 1.1

Laissez $u = 3 x^{2} + 8$ . Déterminez $\frac{d u}{d x}$ .

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Étape 1.1.1

Différenciez $3 x^{2} + 8$ .

$\frac{d}{d x} [3 x^{2} + 8]$

Étape 1.1.2

Selon la règle de la somme, la dérivée de $3 x^{2} + 8$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [3 x^{2}] + \frac{d}{d x} [8]$ .

$\frac{d}{d x} [3 x^{2}] + \frac{d}{d x} [8]$

Étape 1.1.3

Évaluez $\frac{d}{d x} [3 x^{2}]$ .

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Étape 1.1.3.1

Comme $3$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $3 x^{2}$ par rapport à $x$ est $3 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$3 \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [8]$

Étape 1.1.3.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 2$ .

$3 (2 x) + \frac{d}{d x} [8]$

Étape 1.1.3.3

Multipliez $2$ par $3$ .

$6 x + \frac{d}{d x} [8]$

Étape 1.1.4

Différenciez en utilisant la règle de la constante.

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Étape 1.1.4.1

Comme $8$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $8$ par rapport à $x$ est $0$ .

$6 x + 0$

Étape 1.1.4.2

Additionnez $6 x$ et $0$ .

$6 x$

Étape 1.2

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

$\int \frac{9}{\sqrt{u}} \cdot \frac{1}{6} d u$

Étape 2

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Étape 2.1

Multipliez $\frac{9}{\sqrt{u}}$ par $\frac{1}{6}$ .

$\int \frac{9}{\sqrt{u} \cdot 6} d u$

Étape 2.2

Déplacez $6$ à gauche de $\sqrt{u}$ .

$\int \frac{9}{6 \cdot \sqrt{u}} d u$

Étape 2.3

Annulez le facteur commun à $9$ et $6$ .

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Étape 2.3.1

Factorisez $3$ à partir de $9$ .

$\int \frac{3 (3)}{6 \sqrt{u}} d u$

Étape 2.3.2

Annulez les facteurs communs.

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Étape 2.3.2.1

Factorisez $3$ à partir de $6 \sqrt{u}$ .

$\int \frac{3 (3)}{3 (2 \sqrt{u})} d u$

Étape 2.3.2.2

Annulez le facteur commun.

$\int \frac{3 \cdot 3}{3 (2 \sqrt{u})} d u$

Étape 2.3.2.3

Réécrivez l’expression.

$\int \frac{3}{2 \sqrt{u}} d u$

Étape 3

Comme $\frac{3}{2}$ est constant par rapport à $u$ , placez $\frac{3}{2}$ en dehors de l’intégrale.

$\frac{3}{2} \int \frac{1}{\sqrt{u}} d u$

Étape 4

Appliquez les règles de base des exposants.

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Étape 4.1

Utilisez $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ pour réécrire $\sqrt{u}$ comme $u^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{3}{2} \int \frac{1}{u^{\frac{1}{2}}} d u$

Étape 4.2

Retirez $u^{\frac{1}{2}}$ du dénominateur en l’élevant à la puissance $- 1$ .

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

Étape 4.3

Multipliez les exposants dans ${(u^{\frac{1}{2}})}^{- 1}$ .

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Étape 4.3.1

Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

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

Étape 4.3.2

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

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

Étape 4.3.3

Placez le signe moins devant la fraction.

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

Étape 5

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

$\frac{3}{2} (2 u^{\frac{1}{2}} + C)$

Étape 6

Simplifiez

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Étape 6.1

Réécrivez $\frac{3}{2} (2 u^{\frac{1}{2}} + C)$ comme $\frac{3}{2} \cdot 2 u^{\frac{1}{2}} + C$ .

$\frac{3}{2} \cdot 2 u^{\frac{1}{2}} + C$

Étape 6.2

Réécrivez $\frac{3}{2} \cdot 2 u^{\frac{1}{2}} + C$ comme $3 u^{\frac{1}{2}} + C$ .

$3 u^{\frac{1}{2}} + C$

Étape 7

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $3 x^{2} + 8$ .

$3 {(3 x^{2} + 8)}^{\frac{1}{2}} + C$