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