Математический анализ Примеры

$f (x) = \frac{1}{2} x^{\frac{1}{3}} - \frac{2}{x^{3}} + \frac{3}{\sqrt{x}}$

Этап 1

Чтобы найти функцию $F (x)$ , найдем неопределенный интеграл производной $f (x)$ .

$F (x) = \int f (x) d x$

Этап 2

Составим интеграл, чтобы решить его.

$F (x) = \int \frac{1}{2} x^{\frac{1}{3}} - \frac{2}{x^{3}} + \frac{3}{\sqrt{x}} d x$

Этап 3

Разделим данный интеграл на несколько интегралов.

$\int \frac{1}{2} x^{\frac{1}{3}} d x + \int - \frac{2}{x^{3}} d x + \int \frac{3}{\sqrt{x}} d x$

Этап 4

Поскольку $\frac{1}{2}$ — константа по отношению к $x$ , вынесем $\frac{1}{2}$ из-под знака интеграла.

$\frac{1}{2} \int x^{\frac{1}{3}} d x + \int - \frac{2}{x^{3}} d x + \int \frac{3}{\sqrt{x}} d x$

Этап 5

По правилу степени интеграл $x^{\frac{1}{3}}$ по $x$ имеет вид $\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}}$ .

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) + \int - \frac{2}{x^{3}} d x + \int \frac{3}{\sqrt{x}} d x$

Этап 6

Поскольку $- 1$ — константа по отношению к $x$ , вынесем $- 1$ из-под знака интеграла.

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) - \int \frac{2}{x^{3}} d x + \int \frac{3}{\sqrt{x}} d x$

Этап 7

Поскольку $2$ — константа по отношению к $x$ , вынесем $2$ из-под знака интеграла.

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) - (2 \int \frac{1}{x^{3}} d x) + \int \frac{3}{\sqrt{x}} d x$

Этап 8

Упростим выражение.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 8.1

Умножим $2$ на $- 1$ .

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) - 2 \int \frac{1}{x^{3}} d x + \int \frac{3}{\sqrt{x}} d x$

Этап 8.2

Вынесем $x^{3}$ из знаменателя, возведя в $- 1$ степень.

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) - 2 \int {(x^{3})}^{- 1} d x + \int \frac{3}{\sqrt{x}} d x$

Этап 8.3

Перемножим экспоненты в ${(x^{3})}^{- 1}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 8.3.1

Применим правило степени и перемножим показатели, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) - 2 \int x^{3 \cdot - 1} d x + \int \frac{3}{\sqrt{x}} d x$

Этап 8.3.2

Умножим $3$ на $- 1$ .

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) - 2 \int x^{- 3} d x + \int \frac{3}{\sqrt{x}} d x$

Этап 9

По правилу степени интеграл $x^{- 3}$ по $x$ имеет вид $- \frac{1}{2} x^{- 2}$ .

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) - 2 (- \frac{1}{2} x^{- 2} + C) + \int \frac{3}{\sqrt{x}} d x$

Этап 10

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 10.1

Объединим $x^{- 2}$ и $\frac{1}{2}$ .

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) - 2 (- \frac{x^{- 2}}{2} + C) + \int \frac{3}{\sqrt{x}} d x$

Этап 10.2

Перенесем $x^{- 2}$ в знаменатель, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) - 2 (- \frac{1}{2 x^{2}} + C) + \int \frac{3}{\sqrt{x}} d x$

Этап 11

Поскольку $3$ — константа по отношению к $x$ , вынесем $3$ из-под знака интеграла.

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) - 2 (- \frac{1}{2 x^{2}} + C) + 3 \int \frac{1}{\sqrt{x}} d x$

Этап 12

Применим основные правила для показателей степени.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 12.1

С помощью $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ запишем $\sqrt{x}$ в виде $x^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) - 2 (- \frac{1}{2 x^{2}} + C) + 3 \int \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} d x$

Этап 12.2

Вынесем $x^{\frac{1}{2}}$ из знаменателя, возведя в $- 1$ степень.

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) - 2 (- \frac{1}{2 x^{2}} + C) + 3 \int {(x^{\frac{1}{2}})}^{- 1} d x$

Этап 12.3

Перемножим экспоненты в ${(x^{\frac{1}{2}})}^{- 1}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 12.3.1

Применим правило степени и перемножим показатели, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) - 2 (- \frac{1}{2 x^{2}} + C) + 3 \int x^{\frac{1}{2} \cdot - 1} d x$

Этап 12.3.2

Объединим $\frac{1}{2}$ и $- 1$ .

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) - 2 (- \frac{1}{2 x^{2}} + C) + 3 \int x^{\frac{- 1}{2}} d x$

Этап 12.3.3

Вынесем знак минуса перед дробью.

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) - 2 (- \frac{1}{2 x^{2}} + C) + 3 \int x^{- \frac{1}{2}} d x$

Этап 13

По правилу степени интеграл $x^{- \frac{1}{2}}$ по $x$ имеет вид $2 x^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{1}{2} (\frac{3}{4} x^{\frac{4}{3}} + C) - 2 (- \frac{1}{2 x^{2}} + C) + 3 (2 x^{\frac{1}{2}} + C)$

Этап 14

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 14.1

Упростим.

$\frac{3 x^{\frac{4}{3}}}{8} + \frac{1}{x^{2}} + 3 (2 x^{\frac{1}{2}}) + C$

Этап 14.2

Упростим выражение.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 14.2.1

Умножим $2$ на $3$ .

$\frac{3 x^{\frac{4}{3}}}{8} + \frac{1}{x^{2}} + 6 x^{\frac{1}{2}} + C$

Этап 14.2.2

Изменим порядок членов.

$\frac{3}{8} x^{\frac{4}{3}} + \frac{1}{x^{2}} + 6 x^{\frac{1}{2}} + C$

Этап 15

Ответ ― первообразная функции $f (x) = \frac{1}{2} x^{\frac{1}{3}} - \frac{2}{x^{3}} + \frac{3}{\sqrt{x}}$ .

$F (x) =$ $\frac{3}{8} x^{\frac{4}{3}} + \frac{1}{x^{2}} + 6 x^{\frac{1}{2}} + C$