Integral von $$$- \frac{1}{\sqrt{16 - 4 x^{2}}}$$$
Verwandter Rechner: Rechner für bestimmte und uneigentliche Integrale
Ihre Eingabe
Bestimme $$$\int \left(- \frac{1}{\sqrt{16 - 4 x^{2}}}\right)\, dx$$$.
Lösung
Den Integranden vereinfachen:
$${\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{\sqrt{16 - 4 x^{2}}}\right)d x}}} = {\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{2 \sqrt{4 - x^{2}}}\right)d x}}}$$
Wende die Konstantenfaktorregel $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ mit $$$c=- \frac{1}{2}$$$ und $$$f{\left(x \right)} = \frac{1}{\sqrt{4 - x^{2}}}$$$ an:
$${\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{2 \sqrt{4 - x^{2}}}\right)d x}}} = {\color{red}{\left(- \frac{\int{\frac{1}{\sqrt{4 - x^{2}}} d x}}{2}\right)}}$$
Sei $$$x=2 \sin{\left(u \right)}$$$.
Dann $$$dx=\left(2 \sin{\left(u \right)}\right)^{\prime }du = 2 \cos{\left(u \right)} du$$$ (die Schritte sind » zu sehen).
Somit folgt, dass $$$u=\operatorname{asin}{\left(\frac{x}{2} \right)}$$$.
Daher,
$$$\frac{1}{\sqrt{4 - x^{2}}} = \frac{1}{\sqrt{4 - 4 \sin^{2}{\left( u \right)}}}$$$
Verwenden Sie die Identität $$$1 - \sin^{2}{\left( u \right)} = \cos^{2}{\left( u \right)}$$$:
$$$\frac{1}{\sqrt{4 - 4 \sin^{2}{\left( u \right)}}}=\frac{1}{2 \sqrt{1 - \sin^{2}{\left( u \right)}}}=\frac{1}{2 \sqrt{\cos^{2}{\left( u \right)}}}$$$
Setzen wir $$$\cos{\left( u \right)} \ge 0$$$ voraus, so erhalten wir Folgendes:
$$$\frac{1}{2 \sqrt{\cos^{2}{\left( u \right)}}} = \frac{1}{2 \cos{\left( u \right)}}$$$
Also,
$$- \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{4 - x^{2}}} d x}}}}{2} = - \frac{{\color{red}{\int{1 d u}}}}{2}$$
Wenden Sie die Konstantenregel $$$\int c\, du = c u$$$ mit $$$c=1$$$ an:
$$- \frac{{\color{red}{\int{1 d u}}}}{2} = - \frac{{\color{red}{u}}}{2}$$
Zur Erinnerung: $$$u=\operatorname{asin}{\left(\frac{x}{2} \right)}$$$:
$$- \frac{{\color{red}{u}}}{2} = - \frac{{\color{red}{\operatorname{asin}{\left(\frac{x}{2} \right)}}}}{2}$$
Daher,
$$\int{\left(- \frac{1}{\sqrt{16 - 4 x^{2}}}\right)d x} = - \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2}$$
Fügen Sie die Integrationskonstante hinzu:
$$\int{\left(- \frac{1}{\sqrt{16 - 4 x^{2}}}\right)d x} = - \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2}+C$$
Antwort
$$$\int \left(- \frac{1}{\sqrt{16 - 4 x^{2}}}\right)\, dx = - \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} + C$$$A