Integral von $$$\frac{x}{x^{4} + 1}$$$
Verwandter Rechner: Rechner für bestimmte und uneigentliche Integrale
Ihre Eingabe
Bestimme $$$\int \frac{x}{x^{4} + 1}\, dx$$$.
Lösung
Sei $$$u=x^{2}$$$.
Dann $$$du=\left(x^{2}\right)^{\prime }dx = 2 x dx$$$ (die Schritte sind » zu sehen), und es gilt $$$x dx = \frac{du}{2}$$$.
Also,
$${\color{red}{\int{\frac{x}{x^{4} + 1} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{2 \left(u^{2} + 1\right)} d u}}}$$
Wende die Konstantenfaktorregel $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ mit $$$c=\frac{1}{2}$$$ und $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{u^{2} + 1}$$$ an:
$${\color{red}{\int{\frac{1}{2 \left(u^{2} + 1\right)} d u}}} = {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u}}{2}\right)}}$$
Das Integral von $$$\frac{1}{u^{2} + 1}$$$ ist $$$\int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u} = \operatorname{atan}{\left(u \right)}$$$:
$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u}}}}{2} = \frac{{\color{red}{\operatorname{atan}{\left(u \right)}}}}{2}$$
Zur Erinnerung: $$$u=x^{2}$$$:
$$\frac{\operatorname{atan}{\left({\color{red}{u}} \right)}}{2} = \frac{\operatorname{atan}{\left({\color{red}{x^{2}}} \right)}}{2}$$
Daher,
$$\int{\frac{x}{x^{4} + 1} d x} = \frac{\operatorname{atan}{\left(x^{2} \right)}}{2}$$
Fügen Sie die Integrationskonstante hinzu:
$$\int{\frac{x}{x^{4} + 1} d x} = \frac{\operatorname{atan}{\left(x^{2} \right)}}{2}+C$$
Antwort
$$$\int \frac{x}{x^{4} + 1}\, dx = \frac{\operatorname{atan}{\left(x^{2} \right)}}{2} + C$$$A