Exponenciális függvények integráljainak listája

Az alábbi lista az exponenciális függvények integráljait tartalmazza. A c egy tetszőleges konstans (c ≠ 0).

Határozatlan integrálok

$\int e^x\mathrm{d}x=e^x$

$\int e^{cx}\mathrm{d}x=\frac{1}{c}{e}^{cx}$

$$\begin{gathered} \int a^{cx}\mathrm{d}x=\frac{1}{c\cdot \ln a}{a}^{cx}(a>0, \\ a\ne 1) \end{gathered}$$

$\int x{e}^{cx}\mathrm{d}x=\frac{e^{cx}}{c^2}(cx-1)$

$\int x^2{e}^{cx}\mathrm{d}x=e^{cx}(\frac{x^2}{c}-\frac{2x}{c^2}+\frac{2}{c^3})$

$\int x^n{e}^{cx}\mathrm{d}x=\frac{1}{c}{x}^n{e}^{cx}-\frac{n}{c}\int x^{n-1}{e}^{cx}\mathrm{d}x={\left(\frac{\partial }{\partial c}\right)}^n\frac{e^{cx}}{c}$

$\int \frac{e^{cx}}{x}\mathrm{d}x=\ln |x|+\sum _{n=1}^{\mathrm{\infty }}\frac{(cx{)}^n}{n\cdot n!}$

$\int \frac{e^{cx}}{x^n}\mathrm{d}x=\frac{1}{n-1}(-\frac{e^{cx}}{x^{n-1}}+c\int \frac{e^{cx}}{x^{n-1}}\mathrm{d}x)(n\ne 1)$

$\int e^{cx}\ln x\mathrm{d}x=\frac{1}{c}{e}^{cx}\ln |x|-\mathrm{Ei}(cx)$

$\int e^{cx}\sin bx\mathrm{d}x=\frac{e^{cx}}{c^2+b^2}(c\sin bx-b\cos bx)$

$\int e^{cx}\cos bx\mathrm{d}x=\frac{e^{cx}}{c^2+b^2}(c\cos bx+b\sin bx)$

$\int e^{cx}{\sin }^{n}x\mathrm{d}x=\frac{e^{cx}{\sin }^{n-1}x}{c^2+n^2}(c\sin x-n\cos x)+\frac{n(n-1)}{c^2+n^2}\int e^{cx}{\sin }^{}x\mathrm{d}x$

$\int e^{cx}{\cos }^{n}x\mathrm{d}x=\frac{e^{cx}{\cos }^{n-1}x}{c^2+n^2}(c\cos x+n\sin x)+\frac{n(n-1)}{c^2+n^2}\int e^{cx}{\cos }^{}x\mathrm{d}x$

$\int x{e}^{c{x}^2}\mathrm{d}x=\frac{1}{2c}{e}^{c{x}^2}$

$\int e^{-c{x}^2}\mathrm{d}x=\sqrt{\frac{\pi }{4c}}\text{erf}(\sqrt{c}x)$$$(erf a Gauss-féle hibafüggvény)

$\int x{e}^{-c{x}^2}\mathrm{d}x=-\frac{1}{2c}{e}^{-c{x}^2}$

$\int \frac{1}{\sigma \sqrt{2\pi }}{e}^{-(x-\mu {)}^2/2{\sigma }^2}\mathrm{d}x=-\frac{1}{2}\left(\text{erf}\frac{-x+\mu }{\sigma \sqrt{2}}\right)$

$\int e^{x^2}\mathrm{d}x=e^{x^2}\left(\sum _{j=0}^{n-1}{c}_{2j}\frac{1}{x^{2j+1}}\right)+(2n-1)c_{2n-2}\int \frac{e^{x^2}}{x^{2n}}\mathrm{d}x(n>0)$

ahol $c_{2j}=\frac{1\cdot 3\cdot 5\cdots (2j-1)}{2^{j+1}}=\frac{(2j)!}{j!2^{2j+1}}$

$\int \underset{m}{\underbrace{x^{x^{{\cdot }^{{\cdot }^x}}}}}dx=\sum _{n=0}^m\frac{(-1{)}^n(n+1{)}^{n-1}}{n!}\mathrm{\Gamma }(n+1,-\ln x)+\sum _{n=m+1}^{\mathrm{\infty }}(-1{)}^n{a}_{mn}\mathrm{\Gamma }(n+1,-\ln x)(x>0)$

ahol $$\begin{gathered} a_{mn}=\{\begin{array}{ll}1& \text{ha }n=0,\\ \frac{1}{n!}& \text{ha }m=1,\\ \frac{1}{n}\sum _{j=1}^{n}j{a}_{m,n-j}{a}_{m-1,j-1}& \text{ha }n\ne 0, \\ m\ne 1\\ \end{array} \end{gathered}$$

$$\begin{gathered} \int \frac{1}{a{e}^{\lambda x}+b}\mathrm{d}x=\frac{x}{b}-\frac{1}{b\lambda }\ln (a{e}^{\lambda x}+b)(b,\lambda \ne 0, \\ a{e}^{\lambda x}+b>0) \end{gathered}$$

$$\begin{gathered} \int \frac{e^{2\lambda x}}{a{e}^{\lambda x}+b}\mathrm{d}x=\frac{1}{a^2\lambda }[a{e}^{\lambda x}+b-b\ln (a{e}^{\lambda x}+b)](a,\lambda \ne 0, \\ a{e}^{\lambda x}+b>0) \end{gathered}$$

Néhány speciális határozott integrál

$$\begin{gathered} \underset{0}{\overset{1}{\int }}{e}^{x\cdot \ln a+(1-x)\cdot \ln b}\mathrm{d}x=\underset{0}{\overset{1}{\int }}{\left(\frac{a}{b}\right)}^x\cdot b\mathrm{d}x=\underset{0}{\overset{1}{\int }}{a}^x\cdot b^{1-x}\mathrm{d}x=\frac{a-b}{\ln a-\ln b}(a>0, \\ b>0, \\ a\ne b) \end{gathered}$$ ami a logaritmikus átlag

$\underset{0}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}{e}^{-ax}\mathrm{d}x=\frac{1}{a}(a>0)$

$\underset{0}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}{e}^{-a{x}^2}\mathrm{d}x=\frac{1}{2}\sqrt{\frac{\pi }{a}}(a>0)$ (lásd Gauss-integrál)

$\underset{-\mathrm{\infty }}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}{e}^{-a{x}^2}\mathrm{d}x=\sqrt{\frac{\pi }{a}}(a>0)$

$\underset{-\mathrm{\infty }}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}{e}^{-a{x}^2}{e}^{-2bx}\mathrm{d}x=\sqrt{\frac{\pi }{a}}{e}^{\frac{b^2}{a}}(a>0)$ (lásd Gauss-függvény integrálja)

$\underset{-\mathrm{\infty }}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}x{e}^{-a(x-b{)}^2}\mathrm{d}x=b\sqrt{\frac{\pi }{a}}$

$\underset{-\mathrm{\infty }}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}{x}^2{e}^{-a{x}^2}\mathrm{d}x=\frac{1}{2}\sqrt{\frac{\pi }{a^3}}(a>0)$

$$\begin{gathered} \underset{0}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}{x}^n{e}^{-a{x}^2}\mathrm{d}x=\{\begin{array}{ll}\frac{1}{2}\mathrm{\Gamma }\left(\frac{n+1}{2}\right)/a^{\frac{n+1}{2}}& (n>-1, \\ a>0)\\ \frac{(2k-1)!!}{2^{k+1}{a}^k}\sqrt{\frac{\pi }{a}}& (k\in \mathbb{\mathbb{Z}}, \\ n=2k, \\ a>0)\\ \frac{k!}{2a^{k+1}}& (k\in \mathbb{\mathbb{Z}}, \\ n=2k+1, \\ a>0)\end{array} \end{gathered}$$ (!! a dupla faktoriális)

$$\begin{gathered} \underset{0}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}{x}^n{e}^{-ax}\mathrm{d}x=\{\begin{array}{l}\frac{\mathrm{\Gamma }(n+1)}{a^{n+1}}(n>-1,a>0)\\ \frac{n!}{a^{n+1}} \\ (n=0,1,2,\dots ,a>0)\\ \end{array} \end{gathered}$$

$\underset{0}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}{e}^{-ax}\sin bx\mathrm{d}x=\frac{b}{a^2+b^2}(a>0)$

$\underset{0}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}{e}^{-ax}\cos bx\mathrm{d}x=\frac{a}{a^2+b^2}(a>0)$

$\underset{0}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}x{e}^{-ax}\sin bx\mathrm{d}x=\frac{2ab}{(a^2+b^2{)}^2}(a>0)$

$\underset{0}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}x{e}^{-ax}\cos bx\mathrm{d}x=\frac{a^2-b^2}{(a^2+b^2{)}^2}(a>0)$

$\underset{0}{\overset{2\pi }{\int }}{e}^{x\cos \theta }d\theta =2\pi I_0(x)$ ($I_0$ az elsőfajú nulladrendű módosított Bessel-függvény)

$\underset{0}{\overset{2\pi }{\int }}{e}^{x\cos \theta +y\sin \theta }d\theta =2\pi I_0\left(\sqrt{x^2+y^2}\right)$

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a List of integrals of exponential functions című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

További információk

• V. H. Moll, The Integrals in Gradshteyn and Ryzhik