Integral de $$$\frac{1}{\left(x^{2} - 1\right)^{\frac{3}{2}}}$$$
Calculadora relacionada: Calculadora de Integrais Definidas e Impróprias
Sua entrada
Encontre $$$\int \frac{1}{\left(x^{2} - 1\right)^{\frac{3}{2}}}\, dx$$$.
Solução
Seja $$$x=\cosh{\left(u \right)}$$$.
Então $$$dx=\left(\cosh{\left(u \right)}\right)^{\prime }du = \sinh{\left(u \right)} du$$$ (os passos podem ser vistos »).
Além disso, segue-se que $$$u=\operatorname{acosh}{\left(x \right)}$$$.
Portanto,
$$$\frac{1}{\left(x^{2} - 1\right)^{\frac{3}{2}}} = \frac{1}{\left(\cosh^{2}{\left( u \right)} - 1\right)^{\frac{3}{2}}}$$$
Use a identidade $$$\cosh^{2}{\left( u \right)} - 1 = \sinh^{2}{\left( u \right)}$$$:
$$$\frac{1}{\left(\cosh^{2}{\left( u \right)} - 1\right)^{\frac{3}{2}}}=\frac{1}{\left(\sinh^{2}{\left( u \right)}\right)^{\frac{3}{2}}}$$$
Supondo que $$$\sinh{\left( u \right)} \ge 0$$$, obtemos o seguinte:
$$$\frac{1}{\left(\sinh^{2}{\left( u \right)}\right)^{\frac{3}{2}}} = \frac{1}{\sinh^{3}{\left( u \right)}}$$$
Assim,
$${\color{red}{\int{\frac{1}{\left(x^{2} - 1\right)^{\frac{3}{2}}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{\sinh^{2}{\left(u \right)}} d u}}}$$
Reescreva o integrando em termos da cossecante hiperbólica:
$${\color{red}{\int{\frac{1}{\sinh^{2}{\left(u \right)}} d u}}} = {\color{red}{\int{\operatorname{csch}^{2}{\left(u \right)} d u}}}$$
A integral de $$$\operatorname{csch}^{2}{\left(u \right)}$$$ é $$$\int{\operatorname{csch}^{2}{\left(u \right)} d u} = - \coth{\left(u \right)}$$$:
$${\color{red}{\int{\operatorname{csch}^{2}{\left(u \right)} d u}}} = {\color{red}{\left(- \coth{\left(u \right)}\right)}}$$
Recorde que $$$u=\operatorname{acosh}{\left(x \right)}$$$:
$$- \coth{\left({\color{red}{u}} \right)} = - \coth{\left({\color{red}{\operatorname{acosh}{\left(x \right)}}} \right)}$$
Portanto,
$$\int{\frac{1}{\left(x^{2} - 1\right)^{\frac{3}{2}}} d x} = - \frac{x}{\sqrt{x - 1} \sqrt{x + 1}}$$
Adicione a constante de integração:
$$\int{\frac{1}{\left(x^{2} - 1\right)^{\frac{3}{2}}} d x} = - \frac{x}{\sqrt{x - 1} \sqrt{x + 1}}+C$$
Resposta
$$$\int \frac{1}{\left(x^{2} - 1\right)^{\frac{3}{2}}}\, dx = - \frac{x}{\sqrt{x - 1} \sqrt{x + 1}} + C$$$A