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(8) \( \int 4^{x} e^{2 x} d x \)

Ask by Grant Harmon. in India
Jan 24,2025

Solución de tutoría real

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The integral of \(4^{x} e^{2x}\) with respect to \(x\) is \(\frac{(4e^{2})^{x}}{2\ln{(2e)}} + C\).

Solución

Calculate the integral \( \int 4^{x} e^{2x} dx \). Evaluate the integral by following steps: - step0: Evaluate using formulas and rules: \(\int 4^{x}e^{2x} dx\) - step1: Multiply the terms: \(\int \left(4e^{2}\right)^{x} dx\) - step2: Evaluate the integral: \(\frac{\left(4e^{2}\right)^{x}}{\ln{\left(4e^{2}\right)}}\) - step3: Simplify: \(\frac{\left(4e^{2}\right)^{x}}{2\ln{\left(2e\right)}}\) - step4: Add the constant of integral C: \(\frac{\left(4e^{2}\right)^{x}}{2\ln{\left(2e\right)}} + C, C \in \mathbb{R}\) The integral of \(4^{x} e^{2x}\) with respect to \(x\) is \(\frac{(4e^{2})^{x}}{2\ln{(2e)}} + C\), where \(C\) is an arbitrary constant.

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The Deep Dive

To solve the integral \( \int 4^{x} e^{2 x} d x \), we can rewrite \( 4^x \) as \( (e^{\ln 4})^x = e^{x \ln 4} \). Therefore, we have: \[ \int 4^{x} e^{2 x} d x = \int e^{x \ln 4} e^{2 x} d x = \int e^{x(\ln 4 + 2)} d x. \] Now we can use substitution to solve this integral. Let \( u = x(\ln 4 + 2) \), so \( du = (\ln 4 + 2) dx \) or \( dx = \frac{du}{\ln 4 + 2} \). Thus, the integral becomes: \[ \int e^{u} \frac{du}{\ln 4 + 2} = \frac{1}{\ln 4 + 2} e^{u} + C = \frac{1}{\ln 4 + 2} e^{x(\ln 4 + 2)} + C. \] Substituting back gives the final result: \[ \int 4^{x} e^{2 x} d x = \frac{1}{\ln 4 + 2} e^{x(\ln 4 + 2)} + C. \]

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