AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1464

Условие

Найти интеграл \(\displaystyle{\int\frac{\arcsin{x}dx}{\sqrt{\left(1-x^2\right)^3}}}\)

Решение

Полагаем \(\displaystyle{x=\sin{t}}\) при условии \(\displaystyle{-\frac{\pi}{2}\lt{t}\lt\frac{\pi}{2}}\). При этом условии \(\displaystyle{\arcsin\sin{t}=t}\), \(\displaystyle{dx=\cos{t}dt}\). Кроме того, при \(\displaystyle{-\frac{\pi}{2}\lt{t}\lt\frac{\pi}{2}}\) имеем \(\displaystyle{\cos{t}\gt{0}}\), что будет учтёно в решении. Так как \(\displaystyle{\sqrt{1-x^2}=\cos{t}}\), то получим:

\[ \int\frac{\arcsin{x}dx}{\sqrt{\left(1-x^2\right)^3}} =\int\frac{tdt}{\cos^2{t}} =\left[\begin{aligned} & u=t;\;du=dt;\\ & dv=\frac{dt}{\cos^2{t}};\;v=\tg{t}. \end{aligned}\right] =t\cdot\tg{t}-\int\tg{t}dt=\\ =t\cdot\tg{t}+\ln|\cos{t}|+C =\frac{t\sin{t}}{\sqrt{1-\sin^2t}}+\ln\sqrt{1-\sin^2{t}}+C =\frac{x\arcsin{x}}{\sqrt{1-x^2}}+\frac{1}{2}\ln\left(1-x^2\right)+C \]

Ответ:

\(\displaystyle{\frac{x\arcsin{x}}{\sqrt{1-x^2}}+\frac{1}{2}\ln\left(1-x^2\right)+C}\)

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №6Неопределённый интеграл. Интегральное исчисление
Параграф №2Основные методы интегрирования
Задача №1907