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