Integral von $$$\frac{1}{\sqrt{y \left(y - 1\right)}}$$$
Verwandter Rechner: Rechner für bestimmte und uneigentliche Integrale
Ihre Eingabe
Bestimme $$$\int \frac{1}{\sqrt{y \left(y - 1\right)}}\, dy$$$.
Lösung
Die Eingabe wird umgeschrieben: $$$\int{\frac{1}{\sqrt{y \left(y - 1\right)}} d y}=\int{\frac{1}{\sqrt{y^{2} - y}} d y}$$$.
Quadrat ergänzen (Schritte siehe »): $$$y^{2} - y = \left(y - \frac{1}{2}\right)^{2} - \frac{1}{4}$$$:
$${\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{y^{2} - y}} d y}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{\left(y - \frac{1}{2}\right)^{2} - \frac{1}{4}}} d y}}}$$
Sei $$$u=y - \frac{1}{2}$$$.
Dann $$$du=\left(y - \frac{1}{2}\right)^{\prime }dy = 1 dy$$$ (die Schritte sind » zu sehen), und es gilt $$$dy = du$$$.
Also,
$${\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{\left(y - \frac{1}{2}\right)^{2} - \frac{1}{4}}} d y}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{u^{2} - \frac{1}{4}}} d u}}}$$
Sei $$$u=\frac{\cosh{\left(v \right)}}{2}$$$.
Dann $$$du=\left(\frac{\cosh{\left(v \right)}}{2}\right)^{\prime }dv = \frac{\sinh{\left(v \right)}}{2} dv$$$ (die Schritte sind » zu sehen).
Somit folgt, dass $$$v=\operatorname{acosh}{\left(2 u \right)}$$$.
Also,
$$$\frac{1}{\sqrt{ u ^{2} - \frac{1}{4}}} = \frac{1}{\sqrt{\frac{\cosh^{2}{\left( v \right)}}{4} - \frac{1}{4}}}$$$
Verwenden Sie die Identität $$$\cosh^{2}{\left( v \right)} - 1 = \sinh^{2}{\left( v \right)}$$$:
$$$\frac{1}{\sqrt{\frac{\cosh^{2}{\left( v \right)}}{4} - \frac{1}{4}}}=\frac{2}{\sqrt{\cosh^{2}{\left( v \right)} - 1}}=\frac{2}{\sqrt{\sinh^{2}{\left( v \right)}}}$$$
Setzen wir $$$\sinh{\left( v \right)} \ge 0$$$ voraus, so erhalten wir Folgendes:
$$$\frac{2}{\sqrt{\sinh^{2}{\left( v \right)}}} = \frac{2}{\sinh{\left( v \right)}}$$$
Daher,
$${\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{u^{2} - \frac{1}{4}}} d u}}} = {\color{red}{\int{1 d v}}}$$
Wenden Sie die Konstantenregel $$$\int c\, dv = c v$$$ mit $$$c=1$$$ an:
$${\color{red}{\int{1 d v}}} = {\color{red}{v}}$$
Zur Erinnerung: $$$v=\operatorname{acosh}{\left(2 u \right)}$$$:
$${\color{red}{v}} = {\color{red}{\operatorname{acosh}{\left(2 u \right)}}}$$
Zur Erinnerung: $$$u=y - \frac{1}{2}$$$:
$$\operatorname{acosh}{\left(2 {\color{red}{u}} \right)} = \operatorname{acosh}{\left(2 {\color{red}{\left(y - \frac{1}{2}\right)}} \right)}$$
Daher,
$$\int{\frac{1}{\sqrt{y^{2} - y}} d y} = \operatorname{acosh}{\left(2 y - 1 \right)}$$
Fügen Sie die Integrationskonstante hinzu:
$$\int{\frac{1}{\sqrt{y^{2} - y}} d y} = \operatorname{acosh}{\left(2 y - 1 \right)}+C$$
Antwort
$$$\int \frac{1}{\sqrt{y \left(y - 1\right)}}\, dy = \operatorname{acosh}{\left(2 y - 1 \right)} + C$$$A