どのようにしてトリガ置換を使用してint dx /(x ^ 2 + 1)^ 2を統合しますか?

どのようにしてトリガ置換を使用してint dx /(x ^ 2 + 1)^ 2を統合しますか?
Anonim

回答:

#int dx /(x ^ 2 + 1)^ 2 =(1/2)(tan ^ -1(x)+ x /(1 + x ^ 2))#

説明:

#int dx /(x ^ 2 + 1)^ 2#

つかいます #x = tan(a)#

#dx = sec ^ 2(a)da#

#intdx /(x ^ 2 + 1)^ 2 = int(sec ^ 2(a)da)/(1 + tan ^ 2a)^ 2#

アイデンティティを使う #1 + tan ^ 2(a)= sec ^ 2(a)#

#intdx /(x ^ 2 + 1)^ 2 = int(sec ^ 2(a)da)/ sec ^ 4(a)#

#= int(da)/ sec ^ 2(a)#

#= int cos ^ 2(a)da#

#= int((1 + cos(2a))/ 2)da#

#=(1/2)(int(da)+ int cos(2a)da)#

#=(1/2)(a + sin(2a)/ 2)#

#=(1/2)(a +(2sin(a)cos(a))/ 2)#

#=(1/2)(a + sin(a).cos(a))#

私達はことを知っています #a = tan ^ -1(x)#

#sin(a)= x /(sqrt(1 + x ^ 2)#

#cos(a)= x /(sqrt(1 + x ^ 2#)

#int dx /(x ^ 2 + 1)^ 2 =(1/2)(tan ^ -1(x)+ sin(sin ^ -1(x /(sqrt(1 + x ^ 2))))cos( cos ^ -1(1 /(sqrt(1 + x ^ 2))))#

#=(1/2)(tan ^ -1(x)+(x /(sqrt(1 + x ^ 2))1 / sqrt(1 + x ^ 2))#

#=(1/2)(tan ^ -1(x)+ x /(1 + x ^ 2))#

回答:

#int dx /(x ^ 2 + 1)^ 2 = 1/2(arctan(x)+ x /(x ^ 2 + 1))#

説明:

#int dx /(x ^ 2 + 1)^ 2# 代入を実行する

#x = tan(y)# そしてその結果

#dx = dy /(cos(y)^ 2)#

我々は持っています

#int dx /(x ^ 2 + 1)^ 2等しいint dy /(cos(y)^ 2(1 / cos(y)^ 4))= int cos(y)^ 2dy#

しかし

#d /(dy)(sin(y)cos(y))= cos(y)^ 2-sin(y)^ 2 = 2 cos(y)^ 2-1#

それから

#int cos(y)^ 2 dy = 1/2(y + sin(y)cos(y))#

最後に、思い出して #y = arctan(x)# 我々は持っています

#int dx /(x ^ 2 + 1)^ 2 = 1/2(arctan(x)+ x /(x ^ 2 + 1))#