$$$\frac{1}{- x^{2} + x}$$$の積分

$$$\int \frac{1}{- x^{2} + x}\, dx$$$ を求めよ。

部分分数分解を行う (手順は»で確認できます):

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

項別に積分せよ:

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

$$$\frac{1}{x}$$$ の不定積分は $$$\int{\frac{1}{x} d x} = \ln{\left(\left|{x}\right| \right)}$$$ です:

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

$$$u=x - 1$$$ とする。

すると $$$du=\left(x - 1\right)^{\prime }dx = 1 dx$$$（手順は»で確認できます）、$$$dx = du$$$ となります。

したがって、

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

$$$\frac{1}{u}$$$ の不定積分は $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$ です:

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

次のことを思い出してください $$$u=x - 1$$$:

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

したがって、

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

積分定数を加える:

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

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