Intégrale de $$$\frac{x}{x^{4} + 1}$$$

Déterminez $$$\int \frac{x}{x^{4} + 1}\, dx$$$.

Soit $$$u=x^{2}$$$.

Alors $$$du=\left(x^{2}\right)^{\prime }dx = 2 x dx$$$ (les étapes peuvent être vues »), et nous obtenons $$$x dx = \frac{du}{2}$$$.

Par conséquent,

$${\color{red}{\int{\frac{x}{x^{4} + 1} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{2 \left(u^{2} + 1\right)} d u}}}$$

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ avec $$$c=\frac{1}{2}$$$ et $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{u^{2} + 1}$$$ :

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

L’intégrale de $$$\frac{1}{u^{2} + 1}$$$ est $$$\int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u} = \operatorname{atan}{\left(u \right)}$$$ :

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

Rappelons que $$$u=x^{2}$$$ :

$$\frac{\operatorname{atan}{\left({\color{red}{u}} \right)}}{2} = \frac{\operatorname{atan}{\left({\color{red}{x^{2}}} \right)}}{2}$$

Par conséquent,

$$\int{\frac{x}{x^{4} + 1} d x} = \frac{\operatorname{atan}{\left(x^{2} \right)}}{2}$$

Ajouter la constante d'intégration :

$$\int{\frac{x}{x^{4} + 1} d x} = \frac{\operatorname{atan}{\left(x^{2} \right)}}{2}+C$$

$$$\int \frac{x}{x^{4} + 1}\, dx = \frac{\operatorname{atan}{\left(x^{2} \right)}}{2} + C$$$A