Sqrt (x ^ 2 + 4x) dx를 통합하는 방법은 무엇입니까?

Sqrt (x ^ 2 + 4x) dx를 통합하는 방법은 무엇입니까?
Anonim

대답:

2cosh ^ -1 ((x + 2) / 2) + C # (x ^ 2 + 4x) dx = sinh (2cosh ^ -1

설명:

단 하나만 다루는 것이 더 쉽기 때문에 #엑스# 제곱근 아래에서 사각형을 완성합니다.

# x ^ 2 + 4x = (x + 2) ^ 2 + k #

# x ^ 2 + 4x = x ^ 2 + 4x + 4 + k #

# k = -4 #

# x ^ 2 + 4x = (x + 2) ^ 2-4 #

(x ^ 2 + 4x) dx = int sqrt ((x + 2) ^ 2-4) dx #

이제 우리는 삼각법 치환을해야합니다. 하이퍼 볼릭 삼각 함수를 사용할 것입니다 (세컨트 적분은 대개 좋지 않기 때문에). 다음 ID를 사용하려고합니다.

# cosh ^ 2 (theta) -1 = sinh ^ 2 (theta) #

이렇게하려면 # (x + 2) ^ 2 = 4cosh ^ 2 (세타) #. 우리는 다음과 같이 풀 수 있습니다. #엑스# 우리가 필요한 대체물을 얻으려면:

# x + 2 = 2cosh (theta) #

# x = 2cosh (theta) -2 #

관련하여 통합하려면 # theta #, 우리는 파생 상품을 곱해야합니다. #엑스# ~에 관하여 # theta #:

# dx / (dθ) = 2sinh (theta) #

(2cosh (theta)) ^ 2-4) * 2sinh (theta) d theta = #

* sinh (theta) d theta = 2int sqrt (4 (cosh ^ 2 (theta) -1)) * sinh (theta)

# = 2 * sqrt (4) int sqrt (cosh ^ 2 (theta) -1) * sinh (theta) d theta = #

이제 ID를 사용할 수 있습니다. # cosh ^ 2 (theta) -1 = sinh ^ 2 (theta) #:

# = 4int sqrt (sinh ^ 2 (세타)) * sinh (세타) d 세타 = 4int sinh ^ 2 (세타) d 세타 #

이제 ID를 사용합니다.

# sinh ^ 2 (theta) = 1 / 2 (cosh (2theta) -1) #

# 4 / 2int cosh (2theta) -1dtheta = int 2cosh (2theta) dtheta-2theta = #

우리는 명백한 u- 치환을 할 수 있습니다. # 2cosh (2theta) #,하지만 대답은 꽤 분명하다. #sinh (2theta) #:

# = sinh (2theta) -2theta + C #

이제 대체를 취소해야합니다. 우리는 다음과 같이 풀 수 있습니다. # theta # 얻으려면:

# theta = cosh ^ -1 ((x + 2) / 2) #

이것은 다음을 제공합니다:

# (2cosh ^ -1 ((x + 2) / 2)) - 2cosh ^ -1 ((x + 2) / 2) + C #