Integral von $$$\frac{1}{\sqrt{a^{2} - u^{2}}}$$$ nach $$$u$$$
Verwandter Rechner: Rechner für bestimmte und uneigentliche Integrale
Ihre Eingabe
Bestimme $$$\int \frac{1}{\sqrt{a^{2} - u^{2}}}\, du$$$.
Lösung
Sei $$$u=\sin{\left(v \right)} \left|{a}\right|$$$.
Dann $$$du=\left(\sin{\left(v \right)} \left|{a}\right|\right)^{\prime }dv = \cos{\left(v \right)} \left|{a}\right| dv$$$ (die Schritte sind » zu sehen).
Somit folgt, dass $$$v=\operatorname{asin}{\left(\frac{u}{\left|{a}\right|} \right)}$$$.
Der Integrand wird zu
$$$\frac{1}{\sqrt{a^{2} - u^{2}}} = \frac{1}{\sqrt{- a^{2} \sin^{2}{\left( v \right)} + a^{2}}}$$$
Verwenden Sie die Identität $$$1 - \sin^{2}{\left( v \right)} = \cos^{2}{\left( v \right)}$$$:
$$$\frac{1}{\sqrt{- a^{2} \sin^{2}{\left( v \right)} + a^{2}}}=\frac{1}{\sqrt{1 - \sin^{2}{\left( v \right)}} \left|{a}\right|}=\frac{1}{\sqrt{\cos^{2}{\left( v \right)}} \left|{a}\right|}$$$
Setzen wir $$$\cos{\left( v \right)} \ge 0$$$ voraus, so erhalten wir Folgendes:
$$$\frac{1}{\sqrt{\cos^{2}{\left( v \right)}} \left|{a}\right|} = \frac{1}{\cos{\left( v \right)} \left|{a}\right|}$$$
Das Integral wird zu
$${\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{a^{2} - u^{2}}} d u}}} = {\color{red}{\int{1 d v}}}$$
Wenden Sie die Konstantenregel $$$\int c\, dv = c v$$$ mit $$$c=1$$$ an:
$${\color{red}{\int{1 d v}}} = {\color{red}{v}}$$
Zur Erinnerung: $$$v=\operatorname{asin}{\left(\frac{u}{\left|{a}\right|} \right)}$$$:
$${\color{red}{v}} = {\color{red}{\operatorname{asin}{\left(\frac{u}{\left|{a}\right|} \right)}}}$$
Daher,
$$\int{\frac{1}{\sqrt{a^{2} - u^{2}}} d u} = \operatorname{asin}{\left(\frac{u}{\left|{a}\right|} \right)}$$
Fügen Sie die Integrationskonstante hinzu:
$$\int{\frac{1}{\sqrt{a^{2} - u^{2}}} d u} = \operatorname{asin}{\left(\frac{u}{\left|{a}\right|} \right)}+C$$
Antwort
$$$\int \frac{1}{\sqrt{a^{2} - u^{2}}}\, du = \operatorname{asin}{\left(\frac{u}{\left|{a}\right|} \right)} + C$$$A