微积分学示例

$\int 3 x e^{0.5 x^{2}} d x$

解题步骤 1

由于 $3$ 对于 $x$ 是常数，所以将 $3$ 移到积分外。

$3 \int x e^{0.5 x^{2}} d x$

解题步骤 2

使 $u_{2} = e^{0.5 x^{2}}$ 。然后使 $d u_{2} = x e^{0.5 x^{2}} d x$ ，以便 $\frac{1}{x e^{0.5 x^{2}}} d u_{2} = d x$ 。使用 $u_{2}$ 和 $d$ $u_{2}$ 进行重写。

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解题步骤 2.1

设 $u_{2} = e^{0.5 x^{2}}$ 。求 $\frac{d u_{2}}{d x}$ 。

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解题步骤 2.1.1

对 $e^{0.5 x^{2}}$ 求导。

$\frac{d}{d x} [e^{0.5 x^{2}}]$

解题步骤 2.1.2

使用链式法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ 等于 $f' (g (x)) g' (x)$ ，其中 $f (x) = e^{x}$ 且 $g (x) = 0.5 x^{2}$ 。

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解题步骤 2.1.2.1

要使用链式法则，请将 $u_{1}$ 设为 $0.5 x^{2}$ 。

$\frac{d}{d u_{1}} [e^{u_{1}}] \frac{d}{d x} [0.5 x^{2}]$

解题步骤 2.1.2.2

使用指数法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d u_{1}} [a^{u_{1}}]$ 等于 $a^{u_{1}} \ln (a)$ ，其中 $a$ = $e$ 。

$e^{u_{1}} \frac{d}{d x} [0.5 x^{2}]$

解题步骤 2.1.2.3

使用 $0.5 x^{2}$ 替换所有出现的 $u_{1}$ 。

$e^{0.5 x^{2}} \frac{d}{d x} [0.5 x^{2}]$

解题步骤 2.1.3

求微分。

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解题步骤 2.1.3.1

因为 $0.5$ 对于 $x$ 是常数，所以 $0.5 x^{2}$ 对 $x$ 的导数是 $0.5 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ 。

$e^{0.5 x^{2}} (0.5 \frac{d}{d x} [x^{2}])$

解题步骤 2.1.3.2

使用幂法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 等于 $n x^{n - 1}$ ，其中 $n = 2$ 。

$e^{0.5 x^{2}} (0.5 (2 x))$

解题步骤 2.1.3.3

化简表达式。

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解题步骤 2.1.3.3.1

将 $2$ 乘以 $0.5$ 。

$e^{0.5 x^{2}} (1 x)$

解题步骤 2.1.3.3.2

将 $x$ 乘以 $1$ 。

$e^{0.5 x^{2}} x$

解题步骤 2.1.3.3.3

将 $e^{0.5 x^{2}} x$ 中的因式重新排序。

$x e^{0.5 x^{2}}$

解题步骤 2.2

使用 $u_{2}$ 和 $d u_{2}$ 重写该问题。

$3 \int d u_{2}$

解题步骤 3

应用常数不变法则。

$3 (u_{2} + C)$

解题步骤 4

化简答案。

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解题步骤 4.1

化简。

$3 u_{2} + C$

解题步骤 4.2

使用 $e^{0.5 x^{2}}$ 替换所有出现的 $u_{2}$ 。

$3 e^{0.5 x^{2}} + C$

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