AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №2351

Условие

Найти интеграл \(\displaystyle{\int\frac{\left(3+x^2\right)^2 x^3 dx}{\left(1+x^2\right)^3}}\).

Решение

\[ \int\frac{\left(3+x^2\right)^2 x^3 dx}{\left(1+x^2\right)^3} =\frac{1}{2}\int\frac{\left(3+x^2\right)^2 x^2 d\left(x^2 + 1\right)}{\left(1+x^2\right)^3} =\left[t=x^2+1\right] =\frac{1}{2}\int\frac{(t+2)^2(t-1)dt}{t^3}=\\ =\frac{1}{2}\int\left(1+\frac{3}{t}-4t^{-3}\right)dt =\frac{t}{2}+\frac{3}{2}\ln|t|+\frac{1}{t^2}+C =\frac{x^2}{2}+\frac{3}{2}\ln\left(x^2+1\right)+\frac{1}{\left(x^2+1\right)^2}+C \]

Ответ:

\(\displaystyle{\frac{x^2}{2}+\frac{3}{2}\ln\left(x^2+1\right)+\frac{1}{\left(x^2+1\right)^2}+C}\)

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №6Неопределённый интеграл. Интегральное исчисление
Параграф №3Основные классы интегрируемых функций
Задача №2225