Integral von $$$\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x^{2} + 1}$$$
Verwandter Rechner: Rechner für bestimmte und uneigentliche Integrale
Ihre Eingabe
Bestimme $$$\int \frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x^{2} + 1}\, dx$$$.
Lösung
Sei $$$u=\operatorname{atan}{\left(x \right)}$$$.
Dann $$$du=\left(\operatorname{atan}{\left(x \right)}\right)^{\prime }dx = \frac{dx}{x^{2} + 1}$$$ (die Schritte sind » zu sehen), und es gilt $$$\frac{dx}{x^{2} + 1} = du$$$.
Das Integral wird zu
$${\color{red}{\int{\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x^{2} + 1} d x}}} = {\color{red}{\int{u d u}}}$$
Wenden Sie die Potenzregel $$$\int u^{n}\, du = \frac{u^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$ mit $$$n=1$$$ an:
$${\color{red}{\int{u d u}}}={\color{red}{\frac{u^{1 + 1}}{1 + 1}}}={\color{red}{\left(\frac{u^{2}}{2}\right)}}$$
Zur Erinnerung: $$$u=\operatorname{atan}{\left(x \right)}$$$:
$$\frac{{\color{red}{u}}^{2}}{2} = \frac{{\color{red}{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}}^{2}}{2}$$
Daher,
$$\int{\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x^{2} + 1} d x} = \frac{\operatorname{atan}^{2}{\left(x \right)}}{2}$$
Fügen Sie die Integrationskonstante hinzu:
$$\int{\frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x^{2} + 1} d x} = \frac{\operatorname{atan}^{2}{\left(x \right)}}{2}+C$$
Antwort
$$$\int \frac{\operatorname{atan}{\left(x \right)}}{x^{2} + 1}\, dx = \frac{\operatorname{atan}^{2}{\left(x \right)}}{2} + C$$$A