Kako ste pronašli antiderivative od (e ^ x) / (1 + e ^ (2x))?

Kako ste pronašli antiderivative od (e ^ x) / (1 + e ^ (2x))?
Anonim

Odgovor:

#arctan (e ^ x) + C #

Obrazloženje:

# "piše" e ^ x "dx kao" d (e ^ x) ", a zatim dobivamo" #

#int (d (e ^ x)) / (1+ (e ^ x) ^ 2) #

# "sa zamjenom y =" e ^ x ", dobivamo" # #

#int (d (y)) / (1 + y ^ 2) #

# "koji je jednak" #

#arctan (y) + C #

# "Sada zamijenite" y = e ^ x: #

#arctan (e ^ x) + C #

Odgovor:

#int e ^ x / (1 + e ^ (2x)) "d" x = arctane ^ x + "c" #

Obrazloženje:

Želimo pronaći # Inte ^ x / (1 + e ^ (2x)) "d" x = Int1 / (1+ (x ^ e) ^ 2) e ^ x "d" x #

Sada pusti # V = e ^ x # i tako uzimanje diferencijala na obje strane daje # Du = e ^ xdx #, Sada ćemo nadomjestiti obje ove jednadžbe u integralni

# Int1 / (1 + u ^ 2), "d" u #

Ovo je standardni integral koji se vrednuje # Arctanu #, Zamjena za #x# dobivamo konačan odgovor:

#arctan e ^ x + "c" #

Odgovor:

# ix x / (1 + e ^ (2x)) dx = tan ^ -1 (e ^ x) + C #

Obrazloženje:

Prvo, dopuštamo # U = 1 + e ^ (2x) #, Integrirati s poštovanjem # U #, dijelimo s derivatom od # U #, koji je # ^ 2e (2x) #:

#int e ^ x / (1 + e ^ (2x)) dx = 1 / 2int e ^ x / (e ^ (2x) * u) du = 1 / 2int e ^ x / (e ^ x * e ^ x * u)

# = 1 / 2int 1 / (e ^ x * u)

Integrirati s poštovanjem # U #, trebamo sve što je izraženo u smislu # U #, tako da moramo riješiti za što # E ^ x # je u smislu # U #:

# U = 1 + e ^ (2x) #

# E ^ (2 x) = u-1 #

# 2 x = u (u-1) #

# X = 1 / 2ln (u-1) #

# X = ln ((u-1) ^ (1/2)) = u (sqrt (u-1)) *

# E ^ x = e ^ (ln (sqrt (u-1))) = sqrt (u-1) #

Sada to možemo uključiti u integralni:

# = 1 / 2int 1 / (e ^ x * u) du = 1 / 2int 1 / (sqrt (u-1) * u) du #

Zatim ćemo uvesti zamjenu s # Z = sqrt (u-1) #, Derivat je:

# (DM) / (du) = 1 / (2sqrt (u-1) #

tako da ga dijelimo da bismo se integrirali s obzirom na # Z # (imajte na umu da je dijeljenje jednako množenju s recipročnim):

# 1 / 2int 1 / (sqrt (u-1) * u) = 1 / 2int 1 / (sqrt (u-1) * u) * 2sqrt (u-1) dz = #

# = 2 / 2int 1 / u

Sada, opet imamo pogrešnu varijablu, tako da moramo riješiti za što # U # jednaka je u smislu # Z #:

# Z = sqrt (u-1) #

# U-1-Z ^ 2 #

# U = z ^ 2 + 1 #

To daje:

dz = int 1 / (1 + z ^ 2)

To je uobičajeni derivat # Tan ^ 1 (z) #, tako smo dobili:

#int 1 / (1 + z ^ 2) dz = tan ^ -1 (z) + C #

Poništavanjem svih zamjena dobivamo:

# Tan ^ 1 (z) + C = tan ^ -1 (sqrt (u-1)) + C = #

# = Tan ^ -1 (sqrt (1 + e ^ (2 x) -1)) + C = tan ^ 1 ((e ^ (2x)) ^ (1/2)) + C = #

# = Tan ^ 1 (e ^ x) + C #