Funktion $$$\frac{1}{x^{2} - 25}$$$ integraali
Aiheeseen liittyvä laskin: Määrättyjen ja epäoleellisten integraalien laskin
Syötteesi
Määritä $$$\int \frac{1}{x^{2} - 25}\, dx$$$.
Ratkaisu
Suorita osamurtokehittely (vaiheet voidaan nähdä kohdassa »):
$${\color{red}{\int{\frac{1}{x^{2} - 25} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{10 \left(x + 5\right)} + \frac{1}{10 \left(x - 5\right)}\right)d x}}}$$
Integroi termi kerrallaan:
$${\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{10 \left(x + 5\right)} + \frac{1}{10 \left(x - 5\right)}\right)d x}}} = {\color{red}{\left(\int{\frac{1}{10 \left(x - 5\right)} d x} - \int{\frac{1}{10 \left(x + 5\right)} d x}\right)}}$$
Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ käyttäen $$$c=\frac{1}{10}$$$ ja $$$f{\left(x \right)} = \frac{1}{x + 5}$$$:
$$\int{\frac{1}{10 \left(x - 5\right)} d x} - {\color{red}{\int{\frac{1}{10 \left(x + 5\right)} d x}}} = \int{\frac{1}{10 \left(x - 5\right)} d x} - {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{x + 5} d x}}{10}\right)}}$$
Olkoon $$$u=x + 5$$$.
Tällöin $$$du=\left(x + 5\right)^{\prime }dx = 1 dx$$$ (vaiheet ovat nähtävissä ») ja saamme, että $$$dx = du$$$.
Integraali muuttuu muotoon
$$\int{\frac{1}{10 \left(x - 5\right)} d x} - \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{x + 5} d x}}}}{10} = \int{\frac{1}{10 \left(x - 5\right)} d x} - \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}}{10}$$
Funktion $$$\frac{1}{u}$$$ integraali on $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$:
$$\int{\frac{1}{10 \left(x - 5\right)} d x} - \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}}{10} = \int{\frac{1}{10 \left(x - 5\right)} d x} - \frac{{\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}}{10}$$
Muista, että $$$u=x + 5$$$:
$$- \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)}}{10} + \int{\frac{1}{10 \left(x - 5\right)} d x} = - \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(x + 5\right)}}}\right| \right)}}{10} + \int{\frac{1}{10 \left(x - 5\right)} d x}$$
Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ käyttäen $$$c=\frac{1}{10}$$$ ja $$$f{\left(x \right)} = \frac{1}{x - 5}$$$:
$$- \frac{\ln{\left(\left|{x + 5}\right| \right)}}{10} + {\color{red}{\int{\frac{1}{10 \left(x - 5\right)} d x}}} = - \frac{\ln{\left(\left|{x + 5}\right| \right)}}{10} + {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{x - 5} d x}}{10}\right)}}$$
Olkoon $$$u=x - 5$$$.
Tällöin $$$du=\left(x - 5\right)^{\prime }dx = 1 dx$$$ (vaiheet ovat nähtävissä ») ja saamme, että $$$dx = du$$$.
Integraali voidaan kirjoittaa muotoon
$$- \frac{\ln{\left(\left|{x + 5}\right| \right)}}{10} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{x - 5} d x}}}}{10} = - \frac{\ln{\left(\left|{x + 5}\right| \right)}}{10} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}}{10}$$
Funktion $$$\frac{1}{u}$$$ integraali on $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$:
$$- \frac{\ln{\left(\left|{x + 5}\right| \right)}}{10} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}}{10} = - \frac{\ln{\left(\left|{x + 5}\right| \right)}}{10} + \frac{{\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}}{10}$$
Muista, että $$$u=x - 5$$$:
$$- \frac{\ln{\left(\left|{x + 5}\right| \right)}}{10} + \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)}}{10} = - \frac{\ln{\left(\left|{x + 5}\right| \right)}}{10} + \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(x - 5\right)}}}\right| \right)}}{10}$$
Näin ollen,
$$\int{\frac{1}{x^{2} - 25} d x} = \frac{\ln{\left(\left|{x - 5}\right| \right)}}{10} - \frac{\ln{\left(\left|{x + 5}\right| \right)}}{10}$$
Lisää integrointivakio:
$$\int{\frac{1}{x^{2} - 25} d x} = \frac{\ln{\left(\left|{x - 5}\right| \right)}}{10} - \frac{\ln{\left(\left|{x + 5}\right| \right)}}{10}+C$$
Vastaus
$$$\int \frac{1}{x^{2} - 25}\, dx = \left(\frac{\ln\left(\left|{x - 5}\right|\right)}{10} - \frac{\ln\left(\left|{x + 5}\right|\right)}{10}\right) + C$$$A