Funktion $$$\frac{1}{x^{2} - 64}$$$ integraali
Aiheeseen liittyvä laskin: Määrättyjen ja epäoleellisten integraalien laskin
Syötteesi
Määritä $$$\int \frac{1}{x^{2} - 64}\, dx$$$.
Ratkaisu
Suorita osamurtokehittely (vaiheet voidaan nähdä kohdassa »):
$${\color{red}{\int{\frac{1}{x^{2} - 64} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{16 \left(x + 8\right)} + \frac{1}{16 \left(x - 8\right)}\right)d x}}}$$
Integroi termi kerrallaan:
$${\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{16 \left(x + 8\right)} + \frac{1}{16 \left(x - 8\right)}\right)d x}}} = {\color{red}{\left(\int{\frac{1}{16 \left(x - 8\right)} d x} - \int{\frac{1}{16 \left(x + 8\right)} d x}\right)}}$$
Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ käyttäen $$$c=\frac{1}{16}$$$ ja $$$f{\left(x \right)} = \frac{1}{x + 8}$$$:
$$\int{\frac{1}{16 \left(x - 8\right)} d x} - {\color{red}{\int{\frac{1}{16 \left(x + 8\right)} d x}}} = \int{\frac{1}{16 \left(x - 8\right)} d x} - {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{x + 8} d x}}{16}\right)}}$$
Olkoon $$$u=x + 8$$$.
Tällöin $$$du=\left(x + 8\right)^{\prime }dx = 1 dx$$$ (vaiheet ovat nähtävissä ») ja saamme, että $$$dx = du$$$.
Integraali muuttuu muotoon
$$\int{\frac{1}{16 \left(x - 8\right)} d x} - \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{x + 8} d x}}}}{16} = \int{\frac{1}{16 \left(x - 8\right)} d x} - \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}}{16}$$
Funktion $$$\frac{1}{u}$$$ integraali on $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$:
$$\int{\frac{1}{16 \left(x - 8\right)} d x} - \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}}{16} = \int{\frac{1}{16 \left(x - 8\right)} d x} - \frac{{\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}}{16}$$
Muista, että $$$u=x + 8$$$:
$$- \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)}}{16} + \int{\frac{1}{16 \left(x - 8\right)} d x} = - \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(x + 8\right)}}}\right| \right)}}{16} + \int{\frac{1}{16 \left(x - 8\right)} d x}$$
Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ käyttäen $$$c=\frac{1}{16}$$$ ja $$$f{\left(x \right)} = \frac{1}{x - 8}$$$:
$$- \frac{\ln{\left(\left|{x + 8}\right| \right)}}{16} + {\color{red}{\int{\frac{1}{16 \left(x - 8\right)} d x}}} = - \frac{\ln{\left(\left|{x + 8}\right| \right)}}{16} + {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{x - 8} d x}}{16}\right)}}$$
Olkoon $$$u=x - 8$$$.
Tällöin $$$du=\left(x - 8\right)^{\prime }dx = 1 dx$$$ (vaiheet ovat nähtävissä ») ja saamme, että $$$dx = du$$$.
Integraali voidaan kirjoittaa muotoon
$$- \frac{\ln{\left(\left|{x + 8}\right| \right)}}{16} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{x - 8} d x}}}}{16} = - \frac{\ln{\left(\left|{x + 8}\right| \right)}}{16} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}}{16}$$
Funktion $$$\frac{1}{u}$$$ integraali on $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$:
$$- \frac{\ln{\left(\left|{x + 8}\right| \right)}}{16} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}}{16} = - \frac{\ln{\left(\left|{x + 8}\right| \right)}}{16} + \frac{{\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}}{16}$$
Muista, että $$$u=x - 8$$$:
$$- \frac{\ln{\left(\left|{x + 8}\right| \right)}}{16} + \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)}}{16} = - \frac{\ln{\left(\left|{x + 8}\right| \right)}}{16} + \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(x - 8\right)}}}\right| \right)}}{16}$$
Näin ollen,
$$\int{\frac{1}{x^{2} - 64} d x} = \frac{\ln{\left(\left|{x - 8}\right| \right)}}{16} - \frac{\ln{\left(\left|{x + 8}\right| \right)}}{16}$$
Lisää integrointivakio:
$$\int{\frac{1}{x^{2} - 64} d x} = \frac{\ln{\left(\left|{x - 8}\right| \right)}}{16} - \frac{\ln{\left(\left|{x + 8}\right| \right)}}{16}+C$$
Vastaus
$$$\int \frac{1}{x^{2} - 64}\, dx = \left(\frac{\ln\left(\left|{x - 8}\right|\right)}{16} - \frac{\ln\left(\left|{x + 8}\right|\right)}{16}\right) + C$$$A