$$$x$$$에 대한 $$$\frac{1}{a - x^{2}}$$$의 적분

$$$\int \frac{1}{a - x^{2}}\, dx$$$을(를) 구하시오.

$$$u=x \sqrt{- \frac{1}{a}}$$$라 하자.

그러면 $$$du=\left(x \sqrt{- \frac{1}{a}}\right)^{\prime }dx = \sqrt{- \frac{1}{a}} dx$$$ (단계는 »에서 볼 수 있습니다), 그리고 $$$dx = \frac{du}{\sqrt{- \frac{1}{a}}}$$$임을 얻습니다.

적분은 다음과 같이 다시 쓸 수 있습니다.

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

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

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

$$$\frac{1}{u^{2} + 1}$$$의 적분은 $$$\int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u} = \operatorname{atan}{\left(u \right)}$$$:

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

다음 $$$u=x \sqrt{- \frac{1}{a}}$$$을 기억하라:

$$\frac{\sqrt{- a} \operatorname{atan}{\left({\color{red}{u}} \right)}}{a} = \frac{\sqrt{- a} \operatorname{atan}{\left({\color{red}{x \sqrt{- \frac{1}{a}}}} \right)}}{a}$$

따라서,

$$\int{\frac{1}{a - x^{2}} d x} = \frac{\sqrt{- a} \operatorname{atan}{\left(x \sqrt{- \frac{1}{a}} \right)}}{a}$$

간단히 하시오:

$$\int{\frac{1}{a - x^{2}} d x} = - \frac{\operatorname{atan}{\left(x \sqrt{- \frac{1}{a}} \right)}}{\sqrt{- a}}$$

적분 상수를 추가하세요:

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

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