AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1576

Условие

Найти интеграл \(\displaystyle{\int\frac{xdx}{x^4-3x^2+2}}\).

Решение

Мне кажется удобным сделать замену \(\displaystyle{t=x^2}\), а затем уже раскладывать подынтегральную дробь на элементарные.

\[ \int\frac{xdx}{x^4-3x^2+2} =\left[t=x^2\right] =\frac{1}{2}\cdot\int\frac{dt}{t^2-3t+2} =\frac{1}{2}\cdot\int\frac{dt}{(t-1)(t-2)} \]
\[ \frac{1}{(t-1)(t-2)} =\frac{A}{t-1}+\frac{B}{t-2} =\frac{A(t-2)+B(t-1)}{(t-1)(t-2)} \]

Применим метод подстановки:

\[ 1=A(t-2)+B(t-1) \]
\[ \begin{aligned} & t=1;\;A=-1.\\ & t=2;\;B=1. \end{aligned} \]
\[ \frac{1}{2}\cdot\int\frac{dt}{(t-1)(t-2)} =\frac{1}{2}\cdot\int\left(-\frac{1}{t-1}+\frac{1}{t-2}\right)dt=\\ =\frac{1}{2}\cdot\left(\ln|t-2|-\ln|t-1|\right)+C =\frac{1}{2}\ln\left|\frac{t-2}{t-1}\right|+C =\frac{1}{2}\ln\left|\frac{x^2-2}{x^2-1}\right|+C. \]

Ответ:

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

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №6Неопределённый интеграл. Интегральное исчисление
Параграф №3Основные классы интегрируемых функций
Задача №2019