Calcolo Esempi

$\int_{0}^{1} (x^{2} + 4) e^{- x} d x$

Passaggio 1

Integra per parti usando la formula $\int u d v = u v - \int v d u$ , dove $u = x^{2} + 4$ e $d v = e^{- x}$ .

$(x^{2} + 4) (- e^{- x})]_{0}^{1} - \int_{0}^{1} - e^{- x} (2 x) d x$

Passaggio 2

Moltiplica $2$ per $- 1$ .

$(x^{2} + 4) (- e^{- x})]_{0}^{1} - \int_{0}^{1} - 2 e^{- x} x d x$

Passaggio 3

Poiché $- 2$ è costante rispetto a $x$ , sposta $- 2$ fuori dall'integrale.

$(x^{2} + 4) (- e^{- x})]_{0}^{1} - (- 2 \int_{0}^{1} e^{- x} x d x)$

Passaggio 4

Moltiplica $- 2$ per $- 1$ .

$(x^{2} + 4) (- e^{- x})]_{0}^{1} + 2 \int_{0}^{1} e^{- x} x d x$

Passaggio 5

Integra per parti usando la formula $\int u d v = u v - \int v d u$ , dove $u = x$ e $d v = e^{- x}$ .

$(x^{2} + 4) (- e^{- x})]_{0}^{1} + 2 (x (- e^{- x})]_{0}^{1} - \int_{0}^{1} - e^{- x} d x)$

Passaggio 6

Poiché $- 1$ è costante rispetto a $x$ , sposta $- 1$ fuori dall'integrale.

$(x^{2} + 4) (- e^{- x})]_{0}^{1} + 2 (x (- e^{- x})]_{0}^{1} - - \int_{0}^{1} e^{- x} d x)$

Passaggio 7

Semplifica.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 7.1

Moltiplica $- 1$ per $- 1$ .

$(x^{2} + 4) (- e^{- x})]_{0}^{1} + 2 (x (- e^{- x})]_{0}^{1} + 1 \int_{0}^{1} e^{- x} d x)$

Passaggio 7.2

Moltiplica $\int_{0}^{1} e^{- x} d x$ per $1$ .

$(x^{2} + 4) (- e^{- x})]_{0}^{1} + 2 (x (- e^{- x})]_{0}^{1} + \int_{0}^{1} e^{- x} d x)$

Passaggio 8

Sia $u = - x$ . Allora $d u = - d x$ , quindi $- d u = d x$ . Riscrivi usando $u$ e $d$ $u$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.1

Sia $u = - x$ . Trova $\frac{d u}{d x}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.1.1

Differenzia $- x$ .

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

Passaggio 8.1.2

Poiché $- 1$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- x$ rispetto a $x$ è $- \frac{d}{d x} [x]$ .

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

Passaggio 8.1.3

Differenzia usando la regola della potenza secondo cui $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 1$ .

$- 1 \cdot 1$

Passaggio 8.1.4

Moltiplica $- 1$ per $1$ .

$- 1$

Passaggio 8.2

Sostituisci il limite inferiore a $x$ in $u = - x$ .

$u_{lower} = - 0$

Passaggio 8.3

Moltiplica $- 1$ per $0$ .

$u_{lower} = 0$

Passaggio 8.4

Sostituisci il limite superiore a $x$ in $u = - x$ .

$u_{upper} = - 1 \cdot 1$

Passaggio 8.5

Moltiplica $- 1$ per $1$ .

$u_{upper} = - 1$

Passaggio 8.6

I valori trovati per $u_{lower}$ e $u_{upper}$ saranno usati per calcolare l'integrale definito.

$u_{lower} = 0$

$u_{upper} = - 1$

Passaggio 8.7

Riscrivi il problema usando $u$ , $d u$ e i nuovi limiti dell'integrazione.

$(x^{2} + 4) (- e^{- x})]_{0}^{1} + 2 (x (- e^{- x})]_{0}^{1} + \int_{0}^{- 1} - e^{u} d u)$

Passaggio 9

Poiché $- 1$ è costante rispetto a $u$ , sposta $- 1$ fuori dall'integrale.

$(x^{2} + 4) (- e^{- x})]_{0}^{1} + 2 (x (- e^{- x})]_{0}^{1} - \int_{0}^{- 1} e^{u} d u)$

Passaggio 10

L'integrale di $e^{u}$ rispetto a $u$ è $e^{u}$ .

$(x^{2} + 4) (- e^{- x})]_{0}^{1} + 2 (x (- e^{- x})]_{0}^{1} - (e^{u}]_{0}^{- 1}))$

Passaggio 11

Sostituisci e semplifica.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 11.1

Calcola $(x^{2} + 4) (- e^{- x})$ per $1$ e per $0$ .

$((1^{2} + 4) (- e^{- 1 \cdot 1})) - (0^{2} + 4) (- e^{- 0}) + 2 (x (- e^{- x})]_{0}^{1} - (e^{u}]_{0}^{- 1}))$

Passaggio 11.2

Calcola $x (- e^{- x})$ per $1$ e per $0$ .

$((1^{2} + 4) (- e^{- 1 \cdot 1})) - (0^{2} + 4) (- e^{- 0}) + 2 ((1 (- e^{- 1 \cdot 1})) + 0 (- e^{- 0}) - (e^{u}]_{0}^{- 1}))$

Passaggio 11.3

Calcola $e^{u}$ per $- 1$ e per $0$ .

$((1^{2} + 4) (- e^{- 1 \cdot 1})) - (0^{2} + 4) (- e^{- 0}) + 2 ((1 (- e^{- 1 \cdot 1})) + 0 (- e^{- 0}) - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4

Semplifica.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 11.4.1

Uno elevato a qualsiasi potenza è uno.

$(1 + 4) (- e^{- 1 \cdot 1}) - (0^{2} + 4) (- e^{- 0}) + 2 ((1 (- e^{- 1 \cdot 1})) + 0 (- e^{- 0}) - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.2

Somma $1$ e $4$ .

$5 (- e^{- 1 \cdot 1}) - (0^{2} + 4) (- e^{- 0}) + 2 ((1 (- e^{- 1 \cdot 1})) + 0 (- e^{- 0}) - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.3

Moltiplica $- 1$ per $1$ .

$5 (- e^{- 1}) - (0^{2} + 4) (- e^{- 0}) + 2 ((1 (- e^{- 1 \cdot 1})) + 0 (- e^{- 0}) - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.4

Moltiplica $- 1$ per $5$ .

$- 5 e^{- 1} - (0^{2} + 4) (- e^{- 0}) + 2 ((1 (- e^{- 1 \cdot 1})) + 0 (- e^{- 0}) - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.5

Elevando $0$ a qualsiasi potenza positiva si ottiene $0$ .

$- 5 e^{- 1} - (0 + 4) (- e^{- 0}) + 2 ((1 (- e^{- 1 \cdot 1})) + 0 (- e^{- 0}) - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.6

Somma $0$ e $4$ .

$- 5 e^{- 1} - 1 \cdot 4 (- e^{- 0}) + 2 ((1 (- e^{- 1 \cdot 1})) + 0 (- e^{- 0}) - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.7

Moltiplica $- 1$ per $4$ .

$- 5 e^{- 1} - 4 (- e^{- 0}) + 2 ((1 (- e^{- 1 \cdot 1})) + 0 (- e^{- 0}) - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.8

Moltiplica $- 1$ per $0$ .

$- 5 e^{- 1} - 4 (- e^{0}) + 2 ((1 (- e^{- 1 \cdot 1})) + 0 (- e^{- 0}) - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.9

Qualsiasi valore elevato a $0$ è $1$ .

$- 5 e^{- 1} - 4 (- 1 \cdot 1) + 2 ((1 (- e^{- 1 \cdot 1})) + 0 (- e^{- 0}) - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.10

Moltiplica $- 1$ per $1$ .

$- 5 e^{- 1} - 4 \cdot - 1 + 2 ((1 (- e^{- 1 \cdot 1})) + 0 (- e^{- 0}) - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.11

Moltiplica $- 4$ per $- 1$ .

$- 5 e^{- 1} + 4 + 2 ((1 (- e^{- 1 \cdot 1})) + 0 (- e^{- 0}) - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.12

Moltiplica $- 1$ per $1$ .

$- 5 e^{- 1} + 4 + 2 (1 (- e^{- 1}) + 0 (- e^{- 0}) - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.13

Moltiplica $- 1$ per $1$ .

$- 5 e^{- 1} + 4 + 2 (- e^{- 1} + 0 (- e^{- 0}) - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.14

Moltiplica $- 1$ per $0$ .

$- 5 e^{- 1} + 4 + 2 (- e^{- 1} + 0 (- e^{0}) - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.15

Qualsiasi valore elevato a $0$ è $1$ .

$- 5 e^{- 1} + 4 + 2 (- e^{- 1} + 0 (- 1 \cdot 1) - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.16

Moltiplica $- 1$ per $1$ .

$- 5 e^{- 1} + 4 + 2 (- e^{- 1} + 0 \cdot - 1 - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.17

Moltiplica $0$ per $- 1$ .

$- 5 e^{- 1} + 4 + 2 (- e^{- 1} + 0 - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.18

Somma $- e^{- 1}$ e $0$ .

$- 5 e^{- 1} + 4 + 2 (- e^{- 1} - ((e^{- 1}) - e^{0}))$

Passaggio 11.4.19

Qualsiasi valore elevato a $0$ è $1$ .

$- 5 e^{- 1} + 4 + 2 (- e^{- 1} - (e^{- 1} - 1 \cdot 1))$

Passaggio 11.4.20

Moltiplica $- 1$ per $1$ .

$- 5 e^{- 1} + 4 + 2 (- e^{- 1} - (e^{- 1} - 1))$

Passaggio 12

Semplifica.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 12.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 12.1.1

Riscrivi l'espressione usando la regola dell'esponente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$- 5 \frac{1}{e} + 4 + 2 (- e^{- 1} - (e^{- 1} - 1))$

Passaggio 12.1.2

$- 5$ e $\frac{1}{e}$ .

$\frac{- 5}{e} + 4 + 2 (- e^{- 1} - (e^{- 1} - 1))$

Passaggio 12.1.3

Sposta il negativo davanti alla frazione.

$- \frac{5}{e} + 4 + 2 (- e^{- 1} - (e^{- 1} - 1))$

Passaggio 12.1.4

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 12.1.4.1

Riscrivi l'espressione usando la regola dell'esponente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$- \frac{5}{e} + 4 + 2 (- \frac{1}{e} - (e^{- 1} - 1))$

Passaggio 12.1.4.2

Riscrivi l'espressione usando la regola dell'esponente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$- \frac{5}{e} + 4 + 2 (- \frac{1}{e} - (\frac{1}{e} - 1))$

Passaggio 12.1.4.3

Applica la proprietà distributiva.

$- \frac{5}{e} + 4 + 2 (- \frac{1}{e} - \frac{1}{e} - - 1)$

Passaggio 12.1.4.4

Moltiplica $- 1$ per $- 1$ .

$- \frac{5}{e} + 4 + 2 (- \frac{1}{e} - \frac{1}{e} + 1)$

Passaggio 12.1.5

Riduci i numeratori su un comune denominatore.

$- \frac{5}{e} + 4 + 2 (1 + \frac{- 1 - 1}{e})$

Passaggio 12.1.6

Sottrai $1$ da $- 1$ .

$- \frac{5}{e} + 4 + 2 (1 + \frac{- 2}{e})$

Passaggio 12.1.7

Sposta il negativo davanti alla frazione.

$- \frac{5}{e} + 4 + 2 (1 - \frac{2}{e})$

Passaggio 12.1.8

Applica la proprietà distributiva.

$- \frac{5}{e} + 4 + 2 \cdot 1 + 2 (- \frac{2}{e})$

Passaggio 12.1.9

Moltiplica $2$ per $1$ .

$- \frac{5}{e} + 4 + 2 + 2 (- \frac{2}{e})$

Passaggio 12.1.10

Moltiplica $2 (- \frac{2}{e})$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 12.1.10.1

Moltiplica $- 1$ per $2$ .

$- \frac{5}{e} + 4 + 2 - 2 \frac{2}{e}$

Passaggio 12.1.10.2

$- 2$ e $\frac{2}{e}$ .

$- \frac{5}{e} + 4 + 2 + \frac{- 2 \cdot 2}{e}$

Passaggio 12.1.10.3

Moltiplica $- 2$ per $2$ .

$- \frac{5}{e} + 4 + 2 + \frac{- 4}{e}$

Passaggio 12.1.11

Sposta il negativo davanti alla frazione.

$- \frac{5}{e} + 4 + 2 - \frac{4}{e}$

Passaggio 12.2

Riduci i numeratori su un comune denominatore.

$4 + 2 + \frac{- 5 - 4}{e}$

Passaggio 12.3

Sottrai $4$ da $- 5$ .

$4 + 2 + \frac{- 9}{e}$

Passaggio 12.4

Sposta il negativo davanti alla frazione.

$4 + 2 - \frac{9}{e}$

Passaggio 12.5

Somma $4$ e $2$ .

$6 - \frac{9}{e}$

Passaggio 13

Il risultato può essere mostrato in più forme.

Forma esatta:

$6 - \frac{9}{e}$

Forma decimale:

$2.68908502 \dots$

Passaggio 14