Cálculo Exemplos

$\int_{0}^{4} x e^{x^{2}} d x$

Etapa 1

Deixe $u_{2} = e^{x^{2}}$ . Depois, $d u_{2} = 2 x e^{x^{2}} d x$ , então, $\frac{1}{2} d u_{2} = x e^{x^{2}} d x$ . Reescreva usando $u_{2}$ e $d$ $u_{2}$ .

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Etapa 1.1

Deixe $u_{2} = e^{x^{2}}$ . Encontre $\frac{d u_{2}}{d x}$ .

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Etapa 1.1.1

Diferencie $e^{x^{2}}$ .

$\frac{d}{d x} [e^{x^{2}}]$

Etapa 1.1.2

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = e^{x}$ e $g (x) = x^{2}$ .

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Etapa 1.1.2.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{1}$ como $x^{2}$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [e^{u_{1}}] \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Etapa 1.1.2.2

Diferencie usando a regra exponencial, que determina que $\frac{d}{d u_{1}} [a^{u_{1}}]$ é $a^{u_{1}} \ln (a)$ , em que $a$ = $e$ .

$e^{u_{1}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Etapa 1.1.2.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{1}$ por $x^{2}$ .

$e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Etapa 1.1.3

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 2$ .

$e^{x^{2}} (2 x)$

Etapa 1.1.4

Simplifique.

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Etapa 1.1.4.1

Reordene os fatores de $e^{x^{2}} (2 x)$ .

$2 e^{x^{2}} x$

Etapa 1.1.4.2

Reordene os fatores em $2 e^{x^{2}} x$ .

$2 x e^{x^{2}}$

Etapa 1.2

Substitua o limite inferior por $x$ em $u_{2} = e^{x^{2}}$ .

$u_{lower} = e^{0^{2}}$

Etapa 1.3

Simplifique.

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Etapa 1.3.1

Elevar $0$ a qualquer potência positiva produz $0$ .

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

Etapa 1.3.2

Qualquer coisa elevada a $0$ é $1$ .

$u_{lower} = 1$

Etapa 1.4

Substitua o limite superior por $x$ em $u_{2} = e^{x^{2}}$ .

$u_{upper} = e^{4^{2}}$

Etapa 1.5

Eleve $4$ à potência de $2$ .

$u_{upper} = e^{16}$

Etapa 1.6

Os valores encontrados para $u_{lower}$ e $u_{upper}$ serão usados para avaliar a integral definida.

$u_{lower} = 1$

$u_{upper} = e^{16}$

Etapa 1.7

Reescreva o problema usando $u_{2}$ , $d u_{2}$ e os novos limites de integração.

$\int_{1}^{e^{16}} \frac{1}{2} d u_{2}$

Etapa 2

Aplique a regra da constante.

$\frac{1}{2} u_{2}]_{1}^{e^{16}}$

Etapa 3

Simplifique a resposta.

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Etapa 3.1

Avalie $\frac{1}{2} u_{2}$ em $e^{16}$ e em $1$ .

$(\frac{1}{2} e^{16}) - \frac{1}{2} \cdot 1$

Etapa 3.2

Combine $\frac{1}{2}$ e $e^{16}$ .

$\frac{e^{16}}{2} - \frac{1}{2} \cdot 1$

Etapa 3.3

Multiplique $- 1$ por $1$ .

$\frac{e^{16}}{2} - \frac{1}{2}$

Etapa 4

O resultado pode ser mostrado de várias formas.

Forma exata:

$\frac{e^{16}}{2} - \frac{1}{2}$

Forma decimal:

$4443054.76025393$