อินทิกรัลของ int ((x ^ 2-1) / sqrt (2x-1)) dx คืออะไร?

อินทิกรัลของ int ((x ^ 2-1) / sqrt (2x-1)) dx คืออะไร?
Anonim

ตอบ:

#int (x ^ 2-1) / sqrt (2x-1) dx = 1/20 (2x-1) ^ (5/2) +1/6 (2x-1) ^ (3/2) - 3 / 4sqrt (2x-1) + C #

คำอธิบาย:

ปัญหาใหญ่ของเราในอินทิกรัลนี้คือรากดังนั้นเราต้องการกำจัดมัน เราสามารถทำได้โดยการแนะนำการทดแทน # U = sqrt (2x-1) #. อนุพันธ์คือ

# (du) / DX = 1 / sqrt (2x-1) #

ดังนั้นเราจึงหารผ่าน (และจำไว้ว่าการหารด้วยส่วนกลับจะเหมือนกับการคูณด้วยตัวส่วน) ที่จะรวมเข้าด้วยกันด้วยความเคารพ #ยู#:

#int (x ^ 2-1) / sqrt (2x-1) dx = int (x ^ 2-1) / ยกเลิก (sqrt (2x-1)) ยกเลิก (sqrt (2x-1)) du = int x ^ 2-1 du #

ตอนนี้สิ่งที่เราต้องทำก็คือ # x ^ 2 # ในแง่ของ #ยู# (เนื่องจากคุณไม่สามารถรวมได้ # x # ด้วยความเคารพ #ยู#):

# U = sqrt (2x-1) #

# U ^ 2 = 2x-1 #

# U ^ 2 + 1 = 2x #

# (U ^ 2 + 1) / 2 = x #

# x ^ 2 = ((U ^ 2 + 1) / 2) ^ 2 = (U ^ 2 + 1) ^ 2/4 = u (^ 4 + 2u ^ 2 + 1) / 4 #

เราสามารถเสียบกลับเข้าไปในอินทิกรัลของเราเพื่อรับ:

#int (u ^ 4 + 2u ^ 2 + 1) / 4-1 du #

สิ่งนี้สามารถประเมินได้โดยใช้กฎกำลังย้อนกลับ:

# 1/4 * U ^ 5/5 + 4/2 * U ^ 3/3 + u / 4 U + C #

การลงทะเบียนใหม่สำหรับ # U = sqrt (2x-1) #, เราได้รับ:

# 1/20 (2x-1) ^ (5/2) +1/6 (2x-1) ^ (3/2) -3 / 4sqrt (2x-1) + C #