Intégrale de $$$\frac{- 2 x^{2} + 5 x - 2}{\left(x - 1\right)^{2}}$$$

Déterminez $$$\int \frac{- 2 x^{2} + 5 x - 2}{\left(x - 1\right)^{2}}\, dx$$$.

Puisque le degré du numérateur n’est pas inférieur à celui du dénominateur, effectuez la division euclidienne des polynômes (voir les étapes »):

$${\color{red}{\int{\frac{- 2 x^{2} + 5 x - 2}{\left(x - 1\right)^{2}} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(\frac{x}{\left(x - 1\right)^{2}} - 2\right)d x}}}$$

Intégrez terme à terme:

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

Appliquez la règle de la constante $$$\int c\, dx = c x$$$ avec $$$c=2$$$:

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

Réécrivez le numérateur de l’intégrande sous la forme $$$x=x - 1+1$$$ et décomposez la fraction:

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

Intégrez terme à terme:

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

Soit $$$u=x - 1$$$.

Alors $$$du=\left(x - 1\right)^{\prime }dx = 1 dx$$$ (les étapes peuvent être vues »), et nous obtenons $$$dx = du$$$.

Donc,

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

L’intégrale de $$$\frac{1}{u}$$$ est $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$ :

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

Rappelons que $$$u=x - 1$$$ :

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

Soit $$$u=x - 1$$$.

Alors $$$du=\left(x - 1\right)^{\prime }dx = 1 dx$$$ (les étapes peuvent être vues »), et nous obtenons $$$dx = du$$$.

L’intégrale peut être réécrite sous la forme

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

Appliquer la règle de puissance $$$\int u^{n}\, du = \frac{u^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$ avec $$$n=-2$$$ :

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

Rappelons que $$$u=x - 1$$$ :

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

Par conséquent,

$$\int{\frac{- 2 x^{2} + 5 x - 2}{\left(x - 1\right)^{2}} d x} = - 2 x + \ln{\left(\left|{x - 1}\right| \right)} - \frac{1}{x - 1}$$

Simplifier:

$$\int{\frac{- 2 x^{2} + 5 x - 2}{\left(x - 1\right)^{2}} d x} = \frac{\left(- 2 x + \ln{\left(\left|{x - 1}\right| \right)}\right) \left(x - 1\right) - 1}{x - 1}$$

Ajouter la constante d'intégration :

$$\int{\frac{- 2 x^{2} + 5 x - 2}{\left(x - 1\right)^{2}} d x} = \frac{\left(- 2 x + \ln{\left(\left|{x - 1}\right| \right)}\right) \left(x - 1\right) - 1}{x - 1}+C$$

$$$\int \frac{- 2 x^{2} + 5 x - 2}{\left(x - 1\right)^{2}}\, dx = \frac{\left(- 2 x + \ln\left(\left|{x - 1}\right|\right)\right) \left(x - 1\right) - 1}{x - 1} + C$$$A