$$$\sqrt{x^{2} - 6}$$$의 적분

$$$\int \sqrt{x^{2} - 6}\, dx$$$을(를) 구하시오.

$$$x=\sqrt{6} \cosh{\left(u \right)}$$$라 하자.

따라서 $$$dx=\left(\sqrt{6} \cosh{\left(u \right)}\right)^{\prime }du = \sqrt{6} \sinh{\left(u \right)} du$$$ (풀이 과정은 »에서 볼 수 있습니다).

또한 $$$u=\operatorname{acosh}{\left(\frac{\sqrt{6} x}{6} \right)}$$$가 성립한다.

피적분함수는 다음과 같이 바뀝니다

$$$\sqrt{x^{2} - 6} = \sqrt{6 \cosh^{2}{\left( u \right)} - 6}$$$

$$$\cosh^{2}{\left( u \right)} - 1 = \sinh^{2}{\left( u \right)}$$$ 항등식을 사용하시오:

$$$\sqrt{6 \cosh^{2}{\left( u \right)} - 6}=\sqrt{6} \sqrt{\cosh^{2}{\left( u \right)} - 1}=\sqrt{6} \sqrt{\sinh^{2}{\left( u \right)}}$$$

$$$\sinh{\left( u \right)} \ge 0$$$라고 가정하면, 다음을 얻습니다:

$$$\sqrt{6} \sqrt{\sinh^{2}{\left( u \right)}} = \sqrt{6} \sinh{\left( u \right)}$$$

따라서,

$${\color{red}{\int{\sqrt{x^{2} - 6} d x}}} = {\color{red}{\int{6 \sinh^{2}{\left(u \right)} d u}}}$$

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$을 $$$c=6$$$와 $$$f{\left(u \right)} = \sinh^{2}{\left(u \right)}$$$에 적용하세요:

$${\color{red}{\int{6 \sinh^{2}{\left(u \right)} d u}}} = {\color{red}{\left(6 \int{\sinh^{2}{\left(u \right)} d u}\right)}}$$

멱 감소 공식 $$$\sinh^{2}{\left(\alpha \right)} = \frac{\cosh{\left(2 \alpha \right)}}{2} - \frac{1}{2}$$$를 $$$\alpha= u $$$에 적용하세요:

$$6 {\color{red}{\int{\sinh^{2}{\left(u \right)} d u}}} = 6 {\color{red}{\int{\left(\frac{\cosh{\left(2 u \right)}}{2} - \frac{1}{2}\right)d u}}}$$

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$을 $$$c=\frac{1}{2}$$$와 $$$f{\left(u \right)} = \cosh{\left(2 u \right)} - 1$$$에 적용하세요:

$$6 {\color{red}{\int{\left(\frac{\cosh{\left(2 u \right)}}{2} - \frac{1}{2}\right)d u}}} = 6 {\color{red}{\left(\frac{\int{\left(\cosh{\left(2 u \right)} - 1\right)d u}}{2}\right)}}$$

각 항별로 적분하십시오:

$$3 {\color{red}{\int{\left(\cosh{\left(2 u \right)} - 1\right)d u}}} = 3 {\color{red}{\left(- \int{1 d u} + \int{\cosh{\left(2 u \right)} d u}\right)}}$$

상수 법칙 $$$\int c\, du = c u$$$을 $$$c=1$$$에 적용하십시오:

$$3 \int{\cosh{\left(2 u \right)} d u} - 3 {\color{red}{\int{1 d u}}} = 3 \int{\cosh{\left(2 u \right)} d u} - 3 {\color{red}{u}}$$

$$$v=2 u$$$라 하자.

그러면 $$$dv=\left(2 u\right)^{\prime }du = 2 du$$$ (단계는 »에서 볼 수 있습니다), 그리고 $$$du = \frac{dv}{2}$$$임을 얻습니다.

따라서,

$$- 3 u + 3 {\color{red}{\int{\cosh{\left(2 u \right)} d u}}} = - 3 u + 3 {\color{red}{\int{\frac{\cosh{\left(v \right)}}{2} d v}}}$$

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(v \right)}\, dv = c \int f{\left(v \right)}\, dv$$$을 $$$c=\frac{1}{2}$$$와 $$$f{\left(v \right)} = \cosh{\left(v \right)}$$$에 적용하세요:

$$- 3 u + 3 {\color{red}{\int{\frac{\cosh{\left(v \right)}}{2} d v}}} = - 3 u + 3 {\color{red}{\left(\frac{\int{\cosh{\left(v \right)} d v}}{2}\right)}}$$

쌍곡코사인의 적분은 $$$\int{\cosh{\left(v \right)} d v} = \sinh{\left(v \right)}$$$:

$$- 3 u + \frac{3 {\color{red}{\int{\cosh{\left(v \right)} d v}}}}{2} = - 3 u + \frac{3 {\color{red}{\sinh{\left(v \right)}}}}{2}$$

다음 $$$v=2 u$$$을 기억하라:

$$- 3 u + \frac{3 \sinh{\left({\color{red}{v}} \right)}}{2} = - 3 u + \frac{3 \sinh{\left({\color{red}{\left(2 u\right)}} \right)}}{2}$$

다음 $$$u=\operatorname{acosh}{\left(\frac{\sqrt{6} x}{6} \right)}$$$을 기억하라:

$$\frac{3 \sinh{\left(2 {\color{red}{u}} \right)}}{2} - 3 {\color{red}{u}} = \frac{3 \sinh{\left(2 {\color{red}{\operatorname{acosh}{\left(\frac{\sqrt{6} x}{6} \right)}}} \right)}}{2} - 3 {\color{red}{\operatorname{acosh}{\left(\frac{\sqrt{6} x}{6} \right)}}}$$

따라서,

$$\int{\sqrt{x^{2} - 6} d x} = \frac{3 \sinh{\left(2 \operatorname{acosh}{\left(\frac{\sqrt{6} x}{6} \right)} \right)}}{2} - 3 \operatorname{acosh}{\left(\frac{\sqrt{6} x}{6} \right)}$$

공식 $$$\sin{\left(2 \operatorname{asin}{\left(\alpha \right)} \right)} = 2 \alpha \sqrt{1 - \alpha^{2}}$$$, $$$\sin{\left(2 \operatorname{acos}{\left(\alpha \right)} \right)} = 2 \alpha \sqrt{1 - \alpha^{2}}$$$, $$$\cos{\left(2 \operatorname{asin}{\left(\alpha \right)} \right)} = 1 - 2 \alpha^{2}$$$, $$$\cos{\left(2 \operatorname{acos}{\left(\alpha \right)} \right)} = 2 \alpha^{2} - 1$$$, $$$\sinh{\left(2 \operatorname{asinh}{\left(\alpha \right)} \right)} = 2 \alpha \sqrt{\alpha^{2} + 1}$$$, $$$\sinh{\left(2 \operatorname{acosh}{\left(\alpha \right)} \right)} = 2 \alpha \sqrt{\alpha - 1} \sqrt{\alpha + 1}$$$, $$$\cosh{\left(2 \operatorname{asinh}{\left(\alpha \right)} \right)} = 2 \alpha^{2} + 1$$$, $$$\cosh{\left(2 \operatorname{acosh}{\left(\alpha \right)} \right)} = 2 \alpha^{2} - 1$$$을 사용하여 식을 간단히 하십시오:

$$\int{\sqrt{x^{2} - 6} d x} = \frac{\sqrt{6} x \sqrt{\frac{\sqrt{6} x}{6} - 1} \sqrt{\frac{\sqrt{6} x}{6} + 1}}{2} - 3 \operatorname{acosh}{\left(\frac{\sqrt{6} x}{6} \right)}$$

더 단순화하십시오:

$$\int{\sqrt{x^{2} - 6} d x} = \frac{\sqrt{6} x \sqrt{\sqrt{6} x - 6} \sqrt{\sqrt{6} x + 6}}{12} - 3 \operatorname{acosh}{\left(\frac{\sqrt{6} x}{6} \right)}$$

적분 상수를 추가하세요:

$$\int{\sqrt{x^{2} - 6} d x} = \frac{\sqrt{6} x \sqrt{\sqrt{6} x - 6} \sqrt{\sqrt{6} x + 6}}{12} - 3 \operatorname{acosh}{\left(\frac{\sqrt{6} x}{6} \right)}+C$$

$$$\int \sqrt{x^{2} - 6}\, dx = \left(\frac{\sqrt{6} x \sqrt{\sqrt{6} x - 6} \sqrt{\sqrt{6} x + 6}}{12} - 3 \operatorname{acosh}{\left(\frac{\sqrt{6} x}{6} \right)}\right) + C$$$A