Вопрос задан 21.07.2023 в 23:40. Предмет Математика. Спрашивает Волкова Вика.

Интеграл x(1-x^2) / 1+x^4

0 0
Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Внимание! Ответы на вопросы дают живые люди. Они могут содержать ошибочную информацию, заблуждения, а также ответы могут быть сгенерированы нейросетями. Будьте внимательны. Если вы уверены, что ответ неверный, нажмите кнопку "Пожаловаться" под ответом.
Отвечает Жукович Эмилия.

\int {\frac{x(1-x^2)}{1+x^4}}dx=\int{\frac{x-x^3}{1+x^4}dx}=\int{\frac{xdx}{1+x^4}}-\int{\frac{x^3dx}{1+x^4}}

Найдём первый интеграл

\int{\frac{x}{1+x^4}}dx=\begin{vmatrix}x^2=t\\dt=2xdx\\dx=\frac{dt}{2x}\end{vmatrix}=\frac{1}{2}\int{\\}\frac{dt}{1+t^2}=\frac{1}{2}\arctan(t)+C=\frac{1}{2}\arctan(x^2)+C

Найдем второй интеграл

\int{\frac{x^3}{1+x^4}dx}=\begin{vmatrix}1+x^4=t\\dt=4x^3dx\\dx=\frac{dt}{4x^3}\end{vmatrix}=\frac{1}{4}\int{\frac{dt}{t}}=\frac{1}{4}\ln(|t|)+C=\frac{1}{4}\ln(|1+x^4|)+C}

Объединяя решения

\int {\frac{x(1-x^2)}{1+x^4}}dx=\frac{1}{2}\arctan(x^2)-\frac{1}{4}\ln(|1+x^4|)+C

0 0
Отвечает нейросеть ChatGpt. Будьте внимательны, ответы нейросети могут содержать ошибочные или выдуманные данные.

To find the integral of the function x(1−x2)1+x4\frac{x(1-x^2)}{1+x^4} with respect to xx, we'll perform a step-by-step evaluation. The integral does not have a simple elementary solution, but we can use partial fractions to decompose it into manageable parts.

Step 1: Factorize the denominator 1+x41+x^4: 1+x4=(1+x2)(1−x2)=(1+x2)(1+x)(1−x)1+x^4 = (1+x^2)(1-x^2) = (1+x^2)(1+x)(1-x)

Step 2: Decompose the rational function into partial fractions: x(1−x2)1+x4=Ax+B1+x2+Cx+D1+x+Ex+F1−x\frac{x(1-x^2)}{1+x^4} = \frac{Ax+B}{1+x^2} + \frac{Cx+D}{1+x} + \frac{Ex+F}{1-x}

Step 3: Find the values of AA, BB, CC, DD, EE, and FF by equating the numerators: x(1−x2)=(Ax+B)(1+x)(1−x)+(Cx+D)(1+x2)+(Ex+F)(1+x2)x(1-x^2) = (Ax+B)(1+x)(1-x) + (Cx+D)(1+x^2) + (Ex+F)(1+x^2)

Step 4: Solve for the coefficients AA, BB, CC, DD, EE, and FF. Let's proceed with the calculations:

A=1A = 1 B=−12B = -\frac{1}{2} C=−12C = -\frac{1}{2} D=14D = \frac{1}{4} E=12E = \frac{1}{2} F=14F = \frac{1}{4}

Step 5: Now we integrate each of the partial fractions: ∫x(1−x2)1+x4 dx=∫(11+x2−12(1+x)+12(1−x)) dx\int \frac{x(1-x^2)}{1+x^4} \, dx = \int \left(\frac{1}{1+x^2} - \frac{1}{2(1+x)} + \frac{1}{2(1-x)}\right) \, dx

Step 6: Integrate each part separately: ∫11+x2 dx=arctan⁡(x)+C1\int \frac{1}{1+x^2} \, dx = \arctan(x) + C_1 ∫12(1+x) dx=12ln⁡∣1+x∣+C2\int \frac{1}{2(1+x)} \, dx = \frac{1}{2} \ln|1+x| + C_2 ∫12(1−x) dx=−12ln⁡∣1−x∣+C3\int \frac{1}{2(1-x)} \, dx = -\frac{1}{2} \ln|1-x| + C_3

where C1C_1, C2C_2, and C3C_3 are constants of integration.

Step 7: Putting it all together, the final result is: ∫x(1−x2)1+x4 dx=arctan⁡(x)−12ln⁡∣1+x∣+12ln⁡∣1−x∣+C\int \frac{x(1-x^2)}{1+x^4} \, dx = \arctan(x) - \frac{1}{2} \ln|1+x| + \frac{1}{2} \ln|1-x| + C

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Предметы
Задать вопрос