Pregunta
upstudy study bank question image url

What is the value of \( \int_{0}^{3} x^{2} e^{x} d x \) ? Enter your answer as an expression in terms of "e" below. To symbolize exponents, use "^".

Ask by Wilson Wade. in the United States
Mar 11,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

Responder

The value of \( \int_{0}^{3} x^{2} e^{x} d x \) is \( 5e^{3} - 2 \).

Solución

Calculate the integral \( \int_{0}^{3} x^{2} e^{x} d x \). Evaluate the integral by following steps: - step0: Evaluate using partial integration formula: \(\int_{0}^{3} x^{2}e^{x} dx\) - step1: Evaluate the integral: \(\int x^{2}e^{x} dx\) - step2: Prepare for integration by parts: \(\begin{align}&u=x^{2}\\&dv=e^{x}dx\end{align}\) - step3: Calculate the derivative: \(\begin{align}&du=2xdx\\&dv=e^{x}dx\end{align}\) - step4: Evaluate the integral: \(\begin{align}&du=2xdx\\&v=e^{x}\end{align}\) - step5: Substitute the values into formula: \(x^{2}e^{x}-\int 2xe^{x} dx\) - step6: Evaluate the integral: \(x^{2}e^{x}-2xe^{x}+2e^{x}\) - step7: Return the limits: \(\left(x^{2}e^{x}-2xe^{x}+2e^{x}\right)\bigg |_{0}^{3}\) - step8: Calculate the value: \(5e^{3}-2\) The value of \( \int_{0}^{3} x^{2} e^{x} d x \) is \( 5e^{3} - 2 \).

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

error msg
Explicar
Simplifique esta solución

Beyond the Answer

To evaluate the integral \( \int_{0}^{3} x^{2} e^{x} \, dx \), we can use integration by parts. We will apply integration by parts twice. First, let's set: - \( u = x^2 \) and \( dv = e^x \, dx \). Then we have: - \( du = 2x \, dx \) and \( v = e^x \). Using integration by parts: \[ \int u \, dv = uv - \int v \, du \] This gives us: \[ \int x^2 e^x \, dx = x^2 e^x - \int e^x (2x) \, dx \] Now we need to evaluate \( \int 2x e^x \, dx \) using integration by parts again. Set: - \( u = 2x \) and \( dv = e^x \, dx \). Then: - \( du = 2 \, dx \) and \( v = e^x \). Applying integration by parts again: \[ \int 2x e^x \, dx = 2x e^x - \int e^x (2) \, dx = 2x e^x - 2e^x \] Now we can substitute this back into our first integration result: \[ \int x^2 e^x \, dx = x^2 e^x - (2x e^x - 2e^x) = x^2 e^x - 2x e^x + 2e^x = (x^2 - 2x + 2)e^x \] Now, we evaluate this from \( 0 \) to \( 3 \): \[ \int_{0}^{3} x^{2} e^{x} \, dx = \left[ (x^2 - 2x + 2)e^x \right]_{0}^{3} \] Calculating at the upper limit \( x = 3 \): \[ (3^2 - 2(3) + 2)e^3 = (9 - 6 + 2)e^3 = 5e^3 \] Calculating at the lower limit \( x = 0 \): \[ (0^2 - 2(0) + 2)e^0 = 2 \cdot 1 = 2 \] Thus, the definite integral evaluates to: \[ \int_{0}^{3} x^{2} e^{x} \, dx = 5e^3 - 2 \] So the final answer is: \[ 5e^3 - 2 \]

¡Prueba Premium ahora!
¡Prueba Premium y hazle a Thoth AI preguntas de matemáticas ilimitadas ahora!
Quizas mas tarde Hazte Premium
Estudiar puede ser una verdadera lucha
¿Por qué no estudiarlo en UpStudy?
Seleccione su plan a continuación
Prima

Puedes disfrutar

Empieza ahora
  • Explicaciones paso a paso
  • Tutores expertos en vivo 24/7
  • Número ilimitado de preguntas
  • Sin interrupciones
  • Acceso completo a Respuesta y Solución
  • Acceso completo al chat de PDF, al chat de UpStudy y al chat de navegación
Básico

Totalmente gratis pero limitado

  • Solución limitada
Bienvenido a ¡Estudia ahora!
Inicie sesión para continuar con el recorrido de Thoth AI Chat
Continuar con correo electrónico
O continuar con
Al hacer clic en "Iniciar sesión", acepta nuestros términos y condiciones. Términos de Uso & Política de privacidad