$$$\frac{1}{x^{3} + x}$$$의 적분

$$$\int \frac{1}{x^{3} + x}\, dx$$$을(를) 구하시오.

부분분수분해를 수행합니다(단계는 »에서 볼 수 있습니다):

$${\color{red}{\int{\frac{1}{x^{3} + x} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(- \frac{x}{x^{2} + 1} + \frac{1}{x}\right)d x}}}$$

각 항별로 적분하십시오:

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

$$$\frac{1}{x}$$$의 적분은 $$$\int{\frac{1}{x} d x} = \ln{\left(\left|{x}\right| \right)}$$$:

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

$$$u=x^{2} + 1$$$라 하자.

그러면 $$$du=\left(x^{2} + 1\right)^{\prime }dx = 2 x dx$$$ (단계는 »에서 볼 수 있습니다), 그리고 $$$x dx = \frac{du}{2}$$$임을 얻습니다.

따라서,

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

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

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

$$$\frac{1}{u}$$$의 적분은 $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$:

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

다음 $$$u=x^{2} + 1$$$을 기억하라:

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

따라서,

$$\int{\frac{1}{x^{3} + x} d x} = - \frac{\ln{\left(x^{2} + 1 \right)}}{2} + \ln{\left(\left|{x}\right| \right)}$$

적분 상수를 추가하세요:

$$\int{\frac{1}{x^{3} + x} d x} = - \frac{\ln{\left(x^{2} + 1 \right)}}{2} + \ln{\left(\left|{x}\right| \right)}+C$$

$$$\int \frac{1}{x^{3} + x}\, dx = \left(- \frac{\ln\left(x^{2} + 1\right)}{2} + \ln\left(\left|{x}\right|\right)\right) + C$$$A