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f(x) = x · e^(3x) 的原函数

本题要求求出函数 f(x) = x · e^(3x) 的原函数 F(x),并满足条件 F(0) = 0。

题目

f ( x ) = x · e 3 x , F ( 0 ) = 0

解答

步骤 1

应用分部积分公式:

∫ u d v = u v − ∫ v d u

步骤 2

令 u = x(则 du = dx),dv = e^(3x) dx(则 v = e^(3x)/3):

u = x , d u = d x d v = e 3 x d x , v = 1 3 e 3 x

步骤 3

代入分部积分公式:

∫ x e 3 x d x = x e 3 x 3 − ∫ e 3 x 3 d x

步骤 4

计算剩余的积分,得到原函数的一般表达式:

F ( x ) = x e 3 x 3 − e 3 x 9 + C

步骤 5

从条件 F(0) = 0 求出常数 C。将 x = 0 代入:e⁰ = 1,因此:

F ( 0 ) = 0 − 1 9 + C = 0

步骤 6

由此 C = 1/9。所求的原函数为:

答案

F ( x ) = x e 3 x 3 − e 3 x 9 + 1 9

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