Integraali $$$\frac{\sqrt{2} r}{2 \left(- a + r\right)}$$$:stä muuttujan $$$r$$$ suhteen

Määritä $$$\int \frac{\sqrt{2} r}{2 \left(- a + r\right)}\, dr$$$.

Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(r \right)}\, dr = c \int f{\left(r \right)}\, dr$$$ käyttäen $$$c=\frac{\sqrt{2}}{2}$$$ ja $$$f{\left(r \right)} = \frac{r}{- a + r}$$$:

$${\color{red}{\int{\frac{\sqrt{2} r}{2 \left(- a + r\right)} d r}}} = {\color{red}{\left(\frac{\sqrt{2} \int{\frac{r}{- a + r} d r}}{2}\right)}}$$

Kirjoita murtolauseke uudelleen ja jaa se osamurtoihin:

$$\frac{\sqrt{2} {\color{red}{\int{\frac{r}{- a + r} d r}}}}{2} = \frac{\sqrt{2} {\color{red}{\int{\left(\frac{a}{- a + r} + 1\right)d r}}}}{2}$$

Integroi termi kerrallaan:

$$\frac{\sqrt{2} {\color{red}{\int{\left(\frac{a}{- a + r} + 1\right)d r}}}}{2} = \frac{\sqrt{2} {\color{red}{\left(\int{1 d r} + \int{\frac{a}{- a + r} d r}\right)}}}{2}$$

Sovella vakiosääntöä $$$\int c\, dr = c r$$$ käyttäen $$$c=1$$$:

$$\frac{\sqrt{2} \left(\int{\frac{a}{- a + r} d r} + {\color{red}{\int{1 d r}}}\right)}{2} = \frac{\sqrt{2} \left(\int{\frac{a}{- a + r} d r} + {\color{red}{r}}\right)}{2}$$

Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(r \right)}\, dr = c \int f{\left(r \right)}\, dr$$$ käyttäen $$$c=a$$$ ja $$$f{\left(r \right)} = \frac{1}{- a + r}$$$:

$$\frac{\sqrt{2} \left(r + {\color{red}{\int{\frac{a}{- a + r} d r}}}\right)}{2} = \frac{\sqrt{2} \left(r + {\color{red}{a \int{\frac{1}{- a + r} d r}}}\right)}{2}$$

Olkoon $$$u=- a + r$$$.

Tällöin $$$du=\left(- a + r\right)^{\prime }dr = 1 dr$$$ (vaiheet ovat nähtävissä ») ja saamme, että $$$dr = du$$$.

Integraali voidaan kirjoittaa muotoon

$$\frac{\sqrt{2} \left(a {\color{red}{\int{\frac{1}{- a + r} d r}}} + r\right)}{2} = \frac{\sqrt{2} \left(a {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}} + r\right)}{2}$$

Funktion $$$\frac{1}{u}$$$ integraali on $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$:

$$\frac{\sqrt{2} \left(a {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}} + r\right)}{2} = \frac{\sqrt{2} \left(a {\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}} + r\right)}{2}$$

Muista, että $$$u=- a + r$$$:

$$\frac{\sqrt{2} \left(a \ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)} + r\right)}{2} = \frac{\sqrt{2} \left(a \ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(- a + r\right)}}}\right| \right)} + r\right)}{2}$$

Näin ollen,

$$\int{\frac{\sqrt{2} r}{2 \left(- a + r\right)} d r} = \frac{\sqrt{2} \left(a \ln{\left(\left|{a - r}\right| \right)} + r\right)}{2}$$

Lisää integrointivakio:

$$\int{\frac{\sqrt{2} r}{2 \left(- a + r\right)} d r} = \frac{\sqrt{2} \left(a \ln{\left(\left|{a - r}\right| \right)} + r\right)}{2}+C$$

$$$\int \frac{\sqrt{2} r}{2 \left(- a + r\right)}\, dr = \frac{\sqrt{2} \left(a \ln\left(\left|{a - r}\right|\right) + r\right)}{2} + C$$$A