Funktion $$$2 \operatorname{atan}{\left(x \right)}$$$ integraali

Laskin löytää funktion $$$2 \operatorname{atan}{\left(x \right)}$$$ integraalin/alkufunktion ja näyttää vaiheet.

Aiheeseen liittyvä laskin: Määrättyjen ja epäoleellisten integraalien laskin

Kirjoita ilman differentiaaleja kuten $$$dx$$$, $$$dy$$$ jne.
Jätä tyhjäksi automaattista tunnistusta varten.

Jos laskin ei laskenut jotakin tai olet havainnut virheen tai sinulla on ehdotus tai palaute, ole hyvä ja ota meihin yhteyttä.

Syötteesi

Määritä $$$\int 2 \operatorname{atan}{\left(x \right)}\, dx$$$.

Ratkaisu

Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ käyttäen $$$c=2$$$ ja $$$f{\left(x \right)} = \operatorname{atan}{\left(x \right)}$$$:

$${\color{red}{\int{2 \operatorname{atan}{\left(x \right)} d x}}} = {\color{red}{\left(2 \int{\operatorname{atan}{\left(x \right)} d x}\right)}}$$

Integraalin $$$\int{\operatorname{atan}{\left(x \right)} d x}$$$ kohdalla käytä osittaisintegrointia $$$\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$$$.

Olkoon $$$\operatorname{u}=\operatorname{atan}{\left(x \right)}$$$ ja $$$\operatorname{dv}=dx$$$.

Tällöin $$$\operatorname{du}=\left(\operatorname{atan}{\left(x \right)}\right)^{\prime }dx=\frac{dx}{x^{2} + 1}$$$ (vaiheet ovat nähtävissä ») ja $$$\operatorname{v}=\int{1 d x}=x$$$ (vaiheet ovat nähtävissä »).

Siis,

$$2 {\color{red}{\int{\operatorname{atan}{\left(x \right)} d x}}}=2 {\color{red}{\left(\operatorname{atan}{\left(x \right)} \cdot x-\int{x \cdot \frac{1}{x^{2} + 1} d x}\right)}}=2 {\color{red}{\left(x \operatorname{atan}{\left(x \right)} - \int{\frac{x}{x^{2} + 1} d x}\right)}}$$

Olkoon $$$u=x^{2} + 1$$$.

Tällöin $$$du=\left(x^{2} + 1\right)^{\prime }dx = 2 x dx$$$ (vaiheet ovat nähtävissä ») ja saamme, että $$$x dx = \frac{du}{2}$$$.

Integraali muuttuu muotoon

$$2 x \operatorname{atan}{\left(x \right)} - 2 {\color{red}{\int{\frac{x}{x^{2} + 1} d x}}} = 2 x \operatorname{atan}{\left(x \right)} - 2 {\color{red}{\int{\frac{1}{2 u} d u}}}$$

Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ käyttäen $$$c=\frac{1}{2}$$$ ja $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{u}$$$:

$$2 x \operatorname{atan}{\left(x \right)} - 2 {\color{red}{\int{\frac{1}{2 u} d u}}} = 2 x \operatorname{atan}{\left(x \right)} - 2 {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{u} d u}}{2}\right)}}$$

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

$$2 x \operatorname{atan}{\left(x \right)} - {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}} = 2 x \operatorname{atan}{\left(x \right)} - {\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}$$

Muista, että $$$u=x^{2} + 1$$$:

$$2 x \operatorname{atan}{\left(x \right)} - \ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)} = 2 x \operatorname{atan}{\left(x \right)} - \ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(x^{2} + 1\right)}}}\right| \right)}$$

Näin ollen,

$$\int{2 \operatorname{atan}{\left(x \right)} d x} = 2 x \operatorname{atan}{\left(x \right)} - \ln{\left(x^{2} + 1 \right)}$$

Lisää integrointivakio:

$$\int{2 \operatorname{atan}{\left(x \right)} d x} = 2 x \operatorname{atan}{\left(x \right)} - \ln{\left(x^{2} + 1 \right)}+C$$

Vastaus

$$$\int 2 \operatorname{atan}{\left(x \right)}\, dx = \left(2 x \operatorname{atan}{\left(x \right)} - \ln\left(x^{2} + 1\right)\right) + C$$$A


Please try a new game Rotatly