Calcul infinitésimal Exemples

$\int_{0}^{3} 35 x^{4} e^{x^{5}} d x$

Étape 1

Comme $35$ est constant par rapport à $x$ , placez $35$ en dehors de l’intégrale.

$35 \int_{0}^{3} x^{4} e^{x^{5}} d x$

Étape 2

Laissez $u_{2} = e^{x^{5}}$ . Alors $d u_{2} = 5 x^{4} e^{x^{5}} d x$ , donc $\frac{1}{5} d u_{2} = x^{4} e^{x^{5}} d x$ . Réécrivez avec $u_{2}$ et $d$ $u_{2}$ .

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Étape 2.1

Laissez $u_{2} = e^{x^{5}}$ . Déterminez $\frac{d u_{2}}{d x}$ .

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Étape 2.1.1

Différenciez $e^{x^{5}}$ .

$\frac{d}{d x} [e^{x^{5}}]$

Étape 2.1.2

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = e^{x}$ et $g (x) = x^{5}$ .

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Étape 2.1.2.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u_{1}$ comme $x^{5}$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [e^{u_{1}}] \frac{d}{d x} [x^{5}]$

Étape 2.1.2.2

Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que $\frac{d}{d u_{1}} [a^{u_{1}}]$ est $a^{u_{1}} \ln (a)$ où $a$ = $e$ .

$e^{u_{1}} \frac{d}{d x} [x^{5}]$

Étape 2.1.2.3

Remplacez toutes les occurrences de $u_{1}$ par $x^{5}$ .

$e^{x^{5}} \frac{d}{d x} [x^{5}]$

Étape 2.1.3

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 5$ .

$e^{x^{5}} (5 x^{4})$

Étape 2.1.4

Simplifiez

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Étape 2.1.4.1

Réorganisez les facteurs de $e^{x^{5}} (5 x^{4})$ .

$5 e^{x^{5}} x^{4}$

Étape 2.1.4.2

Remettez les facteurs dans l’ordre dans $5 e^{x^{5}} x^{4}$ .

$5 x^{4} e^{x^{5}}$

Étape 2.2

Remplacez la limite inférieure pour $x$ dans $u_{2} = e^{x^{5}}$ .

$u_{lower} = e^{0^{5}}$

Étape 2.3

Simplifiez

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Étape 2.3.1

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

$u_{lower} = e^{0}$

Étape 2.3.2

Tout ce qui est élevé à la puissance $0$ est $1$ .

$u_{lower} = 1$

Étape 2.4

Remplacez la limite supérieure pour $x$ dans $u_{2} = e^{x^{5}}$ .

$u_{upper} = e^{3^{5}}$

Étape 2.5

Élevez $3$ à la puissance $5$ .

$u_{upper} = e^{243}$

Étape 2.6

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

$u_{lower} = 1$

$u_{upper} = e^{243}$

Étape 2.7

Réécrivez le problème en utilisant $u_{2}$ , $d u_{2}$ et les nouvelles limites d’intégration.

$35 \int_{1}^{e^{243}} \frac{1}{5} d u_{2}$

Étape 3

Appliquez la règle de la constante.

$35 (\frac{1}{5} u_{2}]_{1}^{e^{243}})$

Étape 4

Simplifiez la réponse.

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Étape 4.1

Associez $\frac{1}{5}$ et $u_{2}$ .

$35 (\frac{u_{2}}{5}]_{1}^{e^{243}})$

Étape 4.2

Évaluez $\frac{u_{2}}{5}$ sur $e^{243}$ et sur $1$ .

$35 (\frac{e^{243}}{5} - \frac{1}{5})$

Étape 5

Simplifiez

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Étape 5.1

Appliquez la propriété distributive.

$35 \frac{e^{243}}{5} + 35 (- \frac{1}{5})$

Étape 5.2

Annulez le facteur commun de $5$ .

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Étape 5.2.1

Factorisez $5$ à partir de $35$ .

$5 (7) \frac{e^{243}}{5} + 35 (- \frac{1}{5})$

Étape 5.2.2

Annulez le facteur commun.

$5 \cdot 7 \frac{e^{243}}{5} + 35 (- \frac{1}{5})$

Étape 5.2.3

Réécrivez l’expression.

$7 e^{243} + 35 (- \frac{1}{5})$

Étape 5.3

Annulez le facteur commun de $5$ .

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Étape 5.3.1

Placez le signe négatif initial dans $- \frac{1}{5}$ dans le numérateur.

$7 e^{243} + 35 (\frac{- 1}{5})$

Étape 5.3.2

Factorisez $5$ à partir de $35$ .

$7 e^{243} + 5 (7) \frac{- 1}{5}$

Étape 5.3.3

Annulez le facteur commun.

$7 e^{243} + 5 \cdot 7 \frac{- 1}{5}$

Étape 5.3.4

Réécrivez l’expression.

$7 e^{243} + 7 \cdot - 1$

Étape 5.4

Multipliez $7$ par $- 1$ .

$7 e^{243} - 7$

Étape 6

Le résultat peut être affiché en différentes formes.

Forme exacte :

$7 e^{243} - 7$

Forme décimale :

$2.39142707 \cdot 10^{106}$

Étape 7