Задача №1598
Условие
Найти интеграл \(\displaystyle{\int\frac{x^2dx}{1-x^4}}\).
Решение
\[
\frac{x^2}{1-x^4}
=\frac{-x^2}{(x-1)(x+1)\left(x^2+1\right)}
=\frac{A}{x-1}+\frac{B}{x+1}+\frac{Cx+D}{x^2+1}=\\
=\frac{A(x+1)\left(x^2+1\right)+B(x-1)\left(x^2+1\right)+(Cx+D)(x-1)(x+1)}{(x-1)(x+1)\left(x^2+1\right)}
\]
\[
-x^2=A(x+1)\left(x^2+1\right)+B(x-1)\left(x^2+1\right)+(Cx+D)(x-1)(x+1)
\]
\[
\begin{aligned}
& x=1;\;-1=4A;\;A=-\frac{1}{4}.\\
& x=-1;\;-1=-4B;\;B=\frac{1}{4}.\\
& x=0;\;0=A-B-D=-D-\frac{1}{2};\;D=-\frac{1}{2}.\\
& x=2;\;-4=15A+5B+6C+3D=6C-4;\;C=0.
\end{aligned}
\]
\[
\int\frac{x^2dx}{1-x^4}
=\int\left(-\frac{1}{4}\cdot\frac{1}{x-1}+\frac{1}{4}\cdot\frac{1}{x+1}-\frac{1}{2}\cdot\frac{1}{x^2+1}\right)dx
=-\frac{1}{4}\ln|x-1|+\frac{1}{4}\ln|x+1|-\frac{1}{2}\arctg{x}+C
\]
Ответ:
\(\displaystyle{-\frac{1}{4}\ln|x-1|+\frac{1}{4}\ln|x+1|-\frac{1}{2}\arctg{x}+C}\)Источники задачи
| Задачник №1 | Берман "Сборник задач по курсу математического анализа" |
| Глава №6 | Неопределённый интеграл. Интегральное исчисление |
| Параграф №3 | Основные классы интегрируемых функций |
| Задача №2041 |