Funktion $$$\frac{x}{x + 3}$$$ integraali

Määritä $$$\int \frac{x}{x + 3}\, dx$$$.

Kirjoita murtolauseke uudelleen ja jaa se osamurtoihin:

$${\color{red}{\int{\frac{x}{x + 3} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(1 - \frac{3}{x + 3}\right)d x}}}$$

Integroi termi kerrallaan:

$${\color{red}{\int{\left(1 - \frac{3}{x + 3}\right)d x}}} = {\color{red}{\left(\int{1 d x} - \int{\frac{3}{x + 3} d x}\right)}}$$

Sovella vakiosääntöä $$$\int c\, dx = c x$$$ käyttäen $$$c=1$$$:

$$- \int{\frac{3}{x + 3} d x} + {\color{red}{\int{1 d x}}} = - \int{\frac{3}{x + 3} d x} + {\color{red}{x}}$$

Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ käyttäen $$$c=3$$$ ja $$$f{\left(x \right)} = \frac{1}{x + 3}$$$:

$$x - {\color{red}{\int{\frac{3}{x + 3} d x}}} = x - {\color{red}{\left(3 \int{\frac{1}{x + 3} d x}\right)}}$$

Olkoon $$$u=x + 3$$$.

Tällöin $$$du=\left(x + 3\right)^{\prime }dx = 1 dx$$$ (vaiheet ovat nähtävissä ») ja saamme, että $$$dx = du$$$.

Näin ollen,

$$x - 3 {\color{red}{\int{\frac{1}{x + 3} d x}}} = x - 3 {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}$$

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

$$x - 3 {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}} = x - 3 {\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}$$

Muista, että $$$u=x + 3$$$:

$$x - 3 \ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)} = x - 3 \ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(x + 3\right)}}}\right| \right)}$$

Näin ollen,

$$\int{\frac{x}{x + 3} d x} = x - 3 \ln{\left(\left|{x + 3}\right| \right)}$$

Lisää integrointivakio:

$$\int{\frac{x}{x + 3} d x} = x - 3 \ln{\left(\left|{x + 3}\right| \right)}+C$$

$$$\int \frac{x}{x + 3}\, dx = \left(x - 3 \ln\left(\left|{x + 3}\right|\right)\right) + C$$$A