Calcul infinitésimal Exemples

$\int_{2}^{3} x \sqrt{x - 2} d x$

Étape 1

Intégrez par parties en utilisant la formule $\int u d v = u v - \int v d u$ , où $u = x$ et $d v = \sqrt{x - 2}$ .

$x (\frac{2}{3} {(x - 2)}^{\frac{3}{2}})]_{2}^{3} - \int_{2}^{3} \frac{2}{3} {(x - 2)}^{\frac{3}{2}} d x$

Étape 2

Simplifiez

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Étape 2.1

Associez $\frac{2}{3}$ et ${(x - 2)}^{\frac{3}{2}}$ .

$x \frac{2 {(x - 2)}^{\frac{3}{2}}}{3}]_{2}^{3} - \int_{2}^{3} \frac{2}{3} {(x - 2)}^{\frac{3}{2}} d x$

Étape 2.2

Associez $x$ et $\frac{2 {(x - 2)}^{\frac{3}{2}}}{3}$ .

$\frac{x (2 {(x - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3}]_{2}^{3} - \int_{2}^{3} \frac{2}{3} {(x - 2)}^{\frac{3}{2}} d x$

Étape 3

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

$\frac{x (2 {(x - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3}]_{2}^{3} - (\frac{2}{3} \int_{2}^{3} {(x - 2)}^{\frac{3}{2}} d x)$

Étape 4

Laissez $u = x - 2$ . Puis $d u = d x$ . Réécrivez avec $u$ et $d$ $u$ .

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Étape 4.1

Laissez $u = x - 2$ . Déterminez $\frac{d u}{d x}$ .

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Étape 4.1.1

Différenciez $x - 2$ .

$\frac{d}{d x} [x - 2]$

Étape 4.1.2

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

$\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 2]$

Étape 4.1.3

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

$1 + \frac{d}{d x} [- 2]$

Étape 4.1.4

Comme $- 2$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $- 2$ par rapport à $x$ est $0$ .

$1 + 0$

Étape 4.1.5

Additionnez $1$ et $0$ .

$1$

Étape 4.2

Remplacez la limite inférieure pour $x$ dans $u = x - 2$ .

$u_{lower} = 2 - 2$

Étape 4.3

Soustrayez $2$ de $2$ .

$u_{lower} = 0$

Étape 4.4

Remplacez la limite supérieure pour $x$ dans $u = x - 2$ .

$u_{upper} = 3 - 2$

Étape 4.5

Soustrayez $2$ de $3$ .

$u_{upper} = 1$

Étape 4.6

Les valeurs déterminées pour $u_{lower}$ et $u_{upper}$ seront utilisées pour évaluer l’intégrale définie.

$u_{lower} = 0$

$u_{upper} = 1$

Étape 4.7

Réécrivez le problème en utilisant $u$ , $d u$ et les nouvelles limites d’intégration.

$\frac{x (2 {(x - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3}]_{2}^{3} - \frac{2}{3} \int_{0}^{1} u^{\frac{3}{2}} d u$

Étape 5

Selon la règle de puissance, l’intégrale de $u^{\frac{3}{2}}$ par rapport à $u$ est $\frac{2}{5} u^{\frac{5}{2}}$ .

$\frac{x (2 {(x - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3}]_{2}^{3} - \frac{2}{3} \frac{2}{5} u^{\frac{5}{2}}]_{0}^{1}$

Étape 6

Remplacez et simplifiez.

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Étape 6.1

Évaluez $\frac{x (2 {(x - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3}$ sur $3$ et sur $2$ .

$(\frac{3 (2 {(3 - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3}) - \frac{2 (2 {(2 - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3} - \frac{2}{3} \frac{2}{5} u^{\frac{5}{2}}]_{0}^{1}$

Étape 6.2

Évaluez $\frac{2}{5} u^{\frac{5}{2}}$ sur $1$ et sur $0$ .

$(\frac{3 (2 {(3 - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3}) - \frac{2 (2 {(2 - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3

Simplifiez

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Étape 6.3.1

Soustrayez $2$ de $3$ .

$\frac{3 (2 \cdot 1^{\frac{3}{2}})}{3} - \frac{2 (2 {(2 - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.2

Un à n’importe quelle puissance est égal à un.

$\frac{3 (2 \cdot 1)}{3} - \frac{2 (2 {(2 - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.3

Multipliez $2$ par $1$ .

$\frac{3 \cdot 2}{3} - \frac{2 (2 {(2 - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.4

Multipliez $3$ par $2$ .

$\frac{6}{3} - \frac{2 (2 {(2 - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.5

Annulez le facteur commun à $6$ et $3$ .

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Étape 6.3.5.1

Factorisez $3$ à partir de $6$ .

$\frac{3 \cdot 2}{3} - \frac{2 (2 {(2 - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.5.2

Annulez les facteurs communs.

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Étape 6.3.5.2.1

Factorisez $3$ à partir de $3$ .

$\frac{3 \cdot 2}{3 (1)} - \frac{2 (2 {(2 - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.5.2.2

Annulez le facteur commun.

$\frac{3 \cdot 2}{3 \cdot 1} - \frac{2 (2 {(2 - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.5.2.3

Réécrivez l’expression.

$\frac{2}{1} - \frac{2 (2 {(2 - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.5.2.4

Divisez $2$ par $1$ .

$2 - \frac{2 (2 {(2 - 2)}^{\frac{3}{2}})}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.6

Soustrayez $2$ de $2$ .

$2 - \frac{2 (2 \cdot 0^{\frac{3}{2}})}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.7

Réécrivez $0$ comme $0^{2}$ .

$2 - \frac{2 (2 \cdot {(0^{2})}^{\frac{3}{2}})}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.8

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

$2 - \frac{2 (2 \cdot 0^{2 (\frac{3}{2})})}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.9

Annulez le facteur commun de $2$ .

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Étape 6.3.9.1

Annulez le facteur commun.

$2 - \frac{2 (2 \cdot 0^{2 (\frac{3}{2})})}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.9.2

Réécrivez l’expression.

$2 - \frac{2 (2 \cdot 0^{3})}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.10

L’élévation de $0$ à toute puissance positive produit $0$ .

$2 - \frac{2 (2 \cdot 0)}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.11

Multipliez $2$ par $0$ .

$2 - \frac{2 \cdot 0}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.12

Multipliez $2$ par $0$ .

$2 - \frac{0}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.13

Annulez le facteur commun à $0$ et $3$ .

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Étape 6.3.13.1

Factorisez $3$ à partir de $0$ .

$2 - \frac{3 (0)}{3} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.13.2

Annulez les facteurs communs.

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Étape 6.3.13.2.1

Factorisez $3$ à partir de $3$ .

$2 - \frac{3 \cdot 0}{3 \cdot 1} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.13.2.2

Annulez le facteur commun.

$2 - \frac{3 \cdot 0}{3 \cdot 1} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.13.2.3

Réécrivez l’expression.

$2 - \frac{0}{1} - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.13.2.4

Divisez $0$ par $1$ .

$2 - 0 - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.14

Multipliez $- 1$ par $0$ .

$2 + 0 - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.15

Additionnez $2$ et $0$ .

$2 - \frac{2}{3} ((\frac{2}{5} \cdot 1^{\frac{5}{2}}) - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.16

Un à n’importe quelle puissance est égal à un.

$2 - \frac{2}{3} (\frac{2}{5} \cdot 1 - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.17

Multipliez $\frac{2}{5}$ par $1$ .

$2 - \frac{2}{3} (\frac{2}{5} - \frac{2}{5} \cdot 0^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.18

Réécrivez $0$ comme $0^{2}$ .

$2 - \frac{2}{3} (\frac{2}{5} - \frac{2}{5} \cdot {(0^{2})}^{\frac{5}{2}})$

Étape 6.3.19

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

$2 - \frac{2}{3} (\frac{2}{5} - \frac{2}{5} \cdot 0^{2 (\frac{5}{2})})$

Étape 6.3.20

Annulez le facteur commun de $2$ .

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Étape 6.3.20.1

Annulez le facteur commun.

$2 - \frac{2}{3} (\frac{2}{5} - \frac{2}{5} \cdot 0^{2 (\frac{5}{2})})$

Étape 6.3.20.2

Réécrivez l’expression.

$2 - \frac{2}{3} (\frac{2}{5} - \frac{2}{5} \cdot 0^{5})$

Étape 6.3.21

L’élévation de $0$ à toute puissance positive produit $0$ .

$2 - \frac{2}{3} (\frac{2}{5} - \frac{2}{5} \cdot 0)$

Étape 6.3.22

Multipliez $0$ par $- 1$ .

$2 - \frac{2}{3} (\frac{2}{5} + 0 (\frac{2}{5}))$

Étape 6.3.23

Multipliez $0$ par $\frac{2}{5}$ .

$2 - \frac{2}{3} (\frac{2}{5} + 0)$

Étape 6.3.24

Additionnez $\frac{2}{5}$ et $0$ .

$2 - \frac{2}{3} \cdot \frac{2}{5}$

Étape 6.3.25

Multipliez $\frac{2}{5}$ par $\frac{2}{3}$ .

$2 - \frac{2 \cdot 2}{5 \cdot 3}$

Étape 6.3.26

Multipliez $2$ par $2$ .

$2 - \frac{4}{5 \cdot 3}$

Étape 6.3.27

Multipliez $5$ par $3$ .

$2 - \frac{4}{15}$

Étape 6.3.28

Pour écrire $2$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{15}{15}$ .

$2 \cdot \frac{15}{15} - \frac{4}{15}$

Étape 6.3.29

Associez $2$ et $\frac{15}{15}$ .

$\frac{2 \cdot 15}{15} - \frac{4}{15}$

Étape 6.3.30

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{2 \cdot 15 - 4}{15}$

Étape 6.3.31

Simplifiez le numérateur.

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Étape 6.3.31.1

Multipliez $2$ par $15$ .

$\frac{30 - 4}{15}$

Étape 6.3.31.2

Soustrayez $4$ de $30$ .

$\frac{26}{15}$

Étape 7

Le résultat peut être affiché en différentes formes.

Forme exacte :

$\frac{26}{15}$

Forme décimale :

$1.7\overline{3}$

Forme de nombre mixte :

$1 \frac{11}{15}$

Étape 8