Integral de 36*x^2*y*e^((x^2+y^2)*(-3)) dx
Solución
Solución detallada
Vuelva a escribir el integrando:
e ( − 3 ) ( x 2 + y 2 ) 36 x 2 y = 36 x 2 y e − 3 x 2 e − 3 y 2 e^{\left(-3\right) \left(x^{2} + y^{2}\right)} 36 x^{2} y = 36 x^{2} y e^{- 3 x^{2}} e^{- 3 y^{2}} e ( − 3 ) ( x 2 + y 2 ) 36 x 2 y = 36 x 2 y e − 3 x 2 e − 3 y 2
La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:
∫ 36 x 2 y e − 3 x 2 e − 3 y 2 d x = 36 y e − 3 y 2 ∫ x 2 e − 3 x 2 d x \int 36 x^{2} y e^{- 3 x^{2}} e^{- 3 y^{2}}\, dx = 36 y e^{- 3 y^{2}} \int x^{2} e^{- 3 x^{2}}\, dx ∫ 36 x 2 y e − 3 x 2 e − 3 y 2 d x = 36 y e − 3 y 2 ∫ x 2 e − 3 x 2 d x
Usamos la integración por partes:
∫ u dv = u v − ∫ v du \int \operatorname{u} \operatorname{dv}
= \operatorname{u}\operatorname{v} -
\int \operatorname{v} \operatorname{du} ∫ u dv = u v − ∫ v du
que u ( x ) = x 2 u{\left(x \right)} = x^{2} u ( x ) = x 2 y que dv ( x ) = e − 3 x 2 \operatorname{dv}{\left(x \right)} = e^{- 3 x^{2}} dv ( x ) = e − 3 x 2 .
Entonces du ( x ) = 2 x \operatorname{du}{\left(x \right)} = 2 x du ( x ) = 2 x .
Para buscar v ( x ) v{\left(x \right)} v ( x ) :
ErfRule(a=-3, b=0, c=0, context=exp(-3*x**2), symbol=x)
Ahora resolvemos podintegral.
La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:
∫ 3 π x erf ( 3 x ) 3 d x = 3 π ∫ x erf ( 3 x ) d x 3 \int \frac{\sqrt{3} \sqrt{\pi} x \operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} x \right)}}{3}\, dx = \frac{\sqrt{3} \sqrt{\pi} \int x \operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} x \right)}\, dx}{3} ∫ 3 3 π x erf ( 3 x ) d x = 3 3 π ∫ x erf ( 3 x ) d x
No puedo encontrar los pasos en la búsqueda de esta integral.
Pero la integral
x 2 erf ( 3 x ) 2 + 3 x e − 3 x 2 6 π − erf ( 3 x ) 12 \frac{x^{2} \operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} x \right)}}{2} + \frac{\sqrt{3} x e^{- 3 x^{2}}}{6 \sqrt{\pi}} - \frac{\operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} x \right)}}{12} 2 x 2 erf ( 3 x ) + 6 π 3 x e − 3 x 2 − 12 erf ( 3 x )
Por lo tanto, el resultado es: 3 π ( x 2 erf ( 3 x ) 2 + 3 x e − 3 x 2 6 π − erf ( 3 x ) 12 ) 3 \frac{\sqrt{3} \sqrt{\pi} \left(\frac{x^{2} \operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} x \right)}}{2} + \frac{\sqrt{3} x e^{- 3 x^{2}}}{6 \sqrt{\pi}} - \frac{\operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} x \right)}}{12}\right)}{3} 3 3 π ( 2 x 2 erf ( 3 x ) + 6 π 3 x e − 3 x 2 − 12 erf ( 3 x ) )
Por lo tanto, el resultado es: 36 y ( 3 π x 2 erf ( 3 x ) 6 − 3 π ( x 2 erf ( 3 x ) 2 + 3 x e − 3 x 2 6 π − erf ( 3 x ) 12 ) 3 ) e − 3 y 2 36 y \left(\frac{\sqrt{3} \sqrt{\pi} x^{2} \operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} x \right)}}{6} - \frac{\sqrt{3} \sqrt{\pi} \left(\frac{x^{2} \operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} x \right)}}{2} + \frac{\sqrt{3} x e^{- 3 x^{2}}}{6 \sqrt{\pi}} - \frac{\operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} x \right)}}{12}\right)}{3}\right) e^{- 3 y^{2}} 36 y 6 3 π x 2 erf ( 3 x ) − 3 3 π ( 2 x 2 erf ( 3 x ) + 6 π 3 x e − 3 x 2 − 12 erf ( 3 x ) ) e − 3 y 2
Ahora simplificar:
y ( − 6 x + 3 π e 3 x 2 erf ( 3 x ) ) e − 3 x 2 − 3 y 2 y \left(- 6 x + \sqrt{3} \sqrt{\pi} e^{3 x^{2}} \operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} x \right)}\right) e^{- 3 x^{2} - 3 y^{2}} y ( − 6 x + 3 π e 3 x 2 erf ( 3 x ) ) e − 3 x 2 − 3 y 2
Añadimos la constante de integración:
y ( − 6 x + 3 π e 3 x 2 erf ( 3 x ) ) e − 3 x 2 − 3 y 2 + c o n s t a n t y \left(- 6 x + \sqrt{3} \sqrt{\pi} e^{3 x^{2}} \operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} x \right)}\right) e^{- 3 x^{2} - 3 y^{2}}+ \mathrm{constant} y ( − 6 x + 3 π e 3 x 2 erf ( 3 x ) ) e − 3 x 2 − 3 y 2 + constant
Respuesta:
y ( − 6 x + 3 π e 3 x 2 erf ( 3 x ) ) e − 3 x 2 − 3 y 2 + c o n s t a n t y \left(- 6 x + \sqrt{3} \sqrt{\pi} e^{3 x^{2}} \operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} x \right)}\right) e^{- 3 x^{2} - 3 y^{2}}+ \mathrm{constant} y ( − 6 x + 3 π e 3 x 2 erf ( 3 x ) ) e − 3 x 2 − 3 y 2 + constant
Respuesta (Indefinida)
[src]
/ / 2\ \
| | / ___\ 2 / ___\ ___ -3*x | |
/ | ___ ____ | erf\x*\/ 3 / x *erf\x*\/ 3 / x*\/ 3 *e | |
| | \/ 3 *\/ pi *|- ------------ + --------------- + --------------| |
| / 2 2\ | | 12 2 ____ | ___ ____ 2 / ___\| 2
| 2 \x + y /*(-3) | \ 6*\/ pi / \/ 3 *\/ pi *x *erf\x*\/ 3 /| -3*y
| 36*x *y*E dx = C + 36*y*|- ---------------------------------------------------------------- + ----------------------------|*e
| \ 3 6 /
/
∫ e ( − 3 ) ( x 2 + y 2 ) 36 x 2 y d x = C + 36 y ( 3 π x 2 erf ( 3 x ) 6 − 3 π ( x 2 erf ( 3 x ) 2 + 3 x e − 3 x 2 6 π − erf ( 3 x ) 12 ) 3 ) e − 3 y 2 \int e^{\left(-3\right) \left(x^{2} + y^{2}\right)} 36 x^{2} y\, dx = C + 36 y \left(\frac{\sqrt{3} \sqrt{\pi} x^{2} \operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} x \right)}}{6} - \frac{\sqrt{3} \sqrt{\pi} \left(\frac{x^{2} \operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} x \right)}}{2} + \frac{\sqrt{3} x e^{- 3 x^{2}}}{6 \sqrt{\pi}} - \frac{\operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} x \right)}}{12}\right)}{3}\right) e^{- 3 y^{2}} ∫ e ( − 3 ) ( x 2 + y 2 ) 36 x 2 y d x = C + 36 y 6 3 π x 2 erf ( 3 x ) − 3 3 π ( 2 x 2 erf ( 3 x ) + 6 π 3 x e − 3 x 2 − 12 erf ( 3 x ) ) e − 3 y 2
/ 2 2\
| -3 -3*y ___ ____ / ___\ -3*y |
| e *e \/ 3 *\/ pi *erf\\/ 3 /*e |
36*y*|- ---------- + ------------------------------|
\ 6 36 /
36 y ( − e − 3 y 2 6 e 3 + 3 π e − 3 y 2 erf ( 3 ) 36 ) 36 y \left(- \frac{e^{- 3 y^{2}}}{6 e^{3}} + \frac{\sqrt{3} \sqrt{\pi} e^{- 3 y^{2}} \operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} \right)}}{36}\right) 36 y ( − 6 e 3 e − 3 y 2 + 36 3 π e − 3 y 2 erf ( 3 ) )
=
/ 2 2\
| -3 -3*y ___ ____ / ___\ -3*y |
| e *e \/ 3 *\/ pi *erf\\/ 3 /*e |
36*y*|- ---------- + ------------------------------|
\ 6 36 /
36 y ( − e − 3 y 2 6 e 3 + 3 π e − 3 y 2 erf ( 3 ) 36 ) 36 y \left(- \frac{e^{- 3 y^{2}}}{6 e^{3}} + \frac{\sqrt{3} \sqrt{\pi} e^{- 3 y^{2}} \operatorname{erf}{\left(\sqrt{3} \right)}}{36}\right) 36 y ( − 6 e 3 e − 3 y 2 + 36 3 π e − 3 y 2 erf ( 3 ) )
36*y*(-exp(-3)*exp(-3*y^2)/6 + sqrt(3)*sqrt(pi)*erf(sqrt(3))*exp(-3*y^2)/36)
Estos ejemplos se pueden aplicar para introducción de los límites de integración inferior y superior.