Integraal van $$$2 x \operatorname{atan}{\left(x \right)}$$$

De calculator zal de integraal/primitieve functie van $$$2 x \operatorname{atan}{\left(x \right)}$$$ bepalen, waarbij de stappen worden weergegeven.

Gerelateerde rekenmachine: Rekenmachine voor bepaalde en oneigenlijke integralen

Schrijf alstublieft zonder differentiëlen zoals $$$dx$$$, $$$dy$$$, enz.
Leeg laten voor automatische detectie.

Als de rekenmachine iets niet heeft berekend, als u een fout hebt ontdekt of als u een suggestie/feedback hebt, neem dan contact met ons op.

Uw invoer

Bepaal $$$\int 2 x \operatorname{atan}{\left(x \right)}\, dx$$$.

Oplossing

Pas de constante-veelvoudregel $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ toe met $$$c=2$$$ en $$$f{\left(x \right)} = x \operatorname{atan}{\left(x \right)}$$$:

$${\color{red}{\int{2 x \operatorname{atan}{\left(x \right)} d x}}} = {\color{red}{\left(2 \int{x \operatorname{atan}{\left(x \right)} d x}\right)}}$$

Voor de integraal $$$\int{x \operatorname{atan}{\left(x \right)} d x}$$$, gebruik partiële integratie $$$\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$$$.

Zij $$$\operatorname{u}=\operatorname{atan}{\left(x \right)}$$$ en $$$\operatorname{dv}=x dx$$$.

Dan $$$\operatorname{du}=\left(\operatorname{atan}{\left(x \right)}\right)^{\prime }dx=\frac{dx}{x^{2} + 1}$$$ (de stappen zijn te zien ») en $$$\operatorname{v}=\int{x d x}=\frac{x^{2}}{2}$$$ (de stappen zijn te zien »).

Dus,

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

Vereenvoudig de integraand:

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

Pas de constante-veelvoudregel $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ toe met $$$c=\frac{1}{2}$$$ en $$$f{\left(x \right)} = \frac{x^{2}}{x^{2} + 1}$$$:

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

Herschrijf en splits de breuk:

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

Integreer termgewijs:

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

Pas de constantenregel $$$\int c\, dx = c x$$$ toe met $$$c=1$$$:

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

De integraal van $$$\frac{1}{x^{2} + 1}$$$ is $$$\int{\frac{1}{x^{2} + 1} d x} = \operatorname{atan}{\left(x \right)}$$$:

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

Dus,

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

Voeg de integratieconstante toe:

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

Antwoord

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


Please try a new game Rotatly