AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1484

Условие

Найти интеграл \(\displaystyle{\int\frac{(\arctg{x})^n}{1+x^2}dx}\).

Решение

\[ \int\frac{(\arctg{x})^n}{1+x^2}dx =\int(\arctg{x})^{n}d(\arctg{x}) \]

Если \(\displaystyle{n=-1}\), то получим:

\[ \int(\arctg{x})^{n}d(\arctg{x}) =\ln|\arctg{x}|+C \]

Если же \(\displaystyle{n\neq{-1}}\), то получим:

\[ \int(\arctg{x})^{n}d(\arctg{x}) =\frac{(\arctg{x})^{n+1}}{n+1}+C. \]

Ответ:

Если \(\displaystyle{n=-1}\), то интеграл равен \(\displaystyle{\ln|\arctg{x}|+C}\). Если же \(\displaystyle{n\neq{-1}}\), то интеграл равен \(\displaystyle{\frac{(\arctg{x})^{n+1}}{n+1}+C}\).

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №6Неопределённый интеграл. Интегральное исчисление
Параграф №2Основные методы интегрирования
Задача №1927