Ολοκλήρωμα του $$$\frac{\sqrt{2}}{4 x \left(x - 3\right)}$$$

Βρείτε $$$\int \frac{\sqrt{2}}{4 x \left(x - 3\right)}\, dx$$$.

Εφαρμόστε τον κανόνα του σταθερού πολλαπλασίου $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ με $$$c=\frac{\sqrt{2}}{4}$$$ και $$$f{\left(x \right)} = \frac{1}{x \left(x - 3\right)}$$$:

$${\color{red}{\int{\frac{\sqrt{2}}{4 x \left(x - 3\right)} d x}}} = {\color{red}{\left(\frac{\sqrt{2} \int{\frac{1}{x \left(x - 3\right)} d x}}{4}\right)}}$$

Εκτελέστε αποσύνθεση σε μερικά κλάσματα (τα βήματα μπορούν να προβληθούν »):

$$\frac{\sqrt{2} {\color{red}{\int{\frac{1}{x \left(x - 3\right)} d x}}}}{4} = \frac{\sqrt{2} {\color{red}{\int{\left(\frac{1}{3 \left(x - 3\right)} - \frac{1}{3 x}\right)d x}}}}{4}$$

Ολοκληρώστε όρο προς όρο:

$$\frac{\sqrt{2} {\color{red}{\int{\left(\frac{1}{3 \left(x - 3\right)} - \frac{1}{3 x}\right)d x}}}}{4} = \frac{\sqrt{2} {\color{red}{\left(- \int{\frac{1}{3 x} d x} + \int{\frac{1}{3 \left(x - 3\right)} d x}\right)}}}{4}$$

Εφαρμόστε τον κανόνα του σταθερού πολλαπλασίου $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ με $$$c=\frac{1}{3}$$$ και $$$f{\left(x \right)} = \frac{1}{x}$$$:

$$\frac{\sqrt{2} \left(\int{\frac{1}{3 \left(x - 3\right)} d x} - {\color{red}{\int{\frac{1}{3 x} d x}}}\right)}{4} = \frac{\sqrt{2} \left(\int{\frac{1}{3 \left(x - 3\right)} d x} - {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{x} d x}}{3}\right)}}\right)}{4}$$

Το ολοκλήρωμα του $$$\frac{1}{x}$$$ είναι $$$\int{\frac{1}{x} d x} = \ln{\left(\left|{x}\right| \right)}$$$:

$$\frac{\sqrt{2} \left(\int{\frac{1}{3 \left(x - 3\right)} d x} - \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{x} d x}}}}{3}\right)}{4} = \frac{\sqrt{2} \left(\int{\frac{1}{3 \left(x - 3\right)} d x} - \frac{{\color{red}{\ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}}}{3}\right)}{4}$$

Εφαρμόστε τον κανόνα του σταθερού πολλαπλασίου $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ με $$$c=\frac{1}{3}$$$ και $$$f{\left(x \right)} = \frac{1}{x - 3}$$$:

$$\frac{\sqrt{2} \left(- \frac{\ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{3} + {\color{red}{\int{\frac{1}{3 \left(x - 3\right)} d x}}}\right)}{4} = \frac{\sqrt{2} \left(- \frac{\ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{3} + {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{x - 3} d x}}{3}\right)}}\right)}{4}$$

Έστω $$$u=x - 3$$$.

Τότε $$$du=\left(x - 3\right)^{\prime }dx = 1 dx$$$ (τα βήματα παρουσιάζονται »), και έχουμε ότι $$$dx = du$$$.

Επομένως,

$$\frac{\sqrt{2} \left(- \frac{\ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{3} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{x - 3} d x}}}}{3}\right)}{4} = \frac{\sqrt{2} \left(- \frac{\ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{3} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}}{3}\right)}{4}$$

Το ολοκλήρωμα του $$$\frac{1}{u}$$$ είναι $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$:

$$\frac{\sqrt{2} \left(- \frac{\ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{3} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}}{3}\right)}{4} = \frac{\sqrt{2} \left(- \frac{\ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{3} + \frac{{\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}}{3}\right)}{4}$$

Θυμηθείτε ότι $$$u=x - 3$$$:

$$\frac{\sqrt{2} \left(- \frac{\ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{3} + \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)}}{3}\right)}{4} = \frac{\sqrt{2} \left(- \frac{\ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{3} + \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(x - 3\right)}}}\right| \right)}}{3}\right)}{4}$$

Επομένως,

$$\int{\frac{\sqrt{2}}{4 x \left(x - 3\right)} d x} = \frac{\sqrt{2} \left(- \frac{\ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{3} + \frac{\ln{\left(\left|{x - 3}\right| \right)}}{3}\right)}{4}$$

Απλοποιήστε:

$$\int{\frac{\sqrt{2}}{4 x \left(x - 3\right)} d x} = \frac{\sqrt{2} \left(- \ln{\left(\left|{x}\right| \right)} + \ln{\left(\left|{x - 3}\right| \right)}\right)}{12}$$

Προσθέστε τη σταθερά ολοκλήρωσης:

$$\int{\frac{\sqrt{2}}{4 x \left(x - 3\right)} d x} = \frac{\sqrt{2} \left(- \ln{\left(\left|{x}\right| \right)} + \ln{\left(\left|{x - 3}\right| \right)}\right)}{12}+C$$

$$$\int \frac{\sqrt{2}}{4 x \left(x - 3\right)}\, dx = \frac{\sqrt{2} \left(- \ln\left(\left|{x}\right|\right) + \ln\left(\left|{x - 3}\right|\right)\right)}{12} + C$$$A