Integralen av $$$\frac{1}{\sqrt{4 - 9 x^{2}}}$$$
Relaterad kalkylator: Kalkylator för bestämda och oegentliga integraler
Din inmatning
Bestäm $$$\int \frac{1}{\sqrt{4 - 9 x^{2}}}\, dx$$$.
Lösning
Låt $$$x=\frac{2 \sin{\left(u \right)}}{3}$$$ vara.
Då $$$dx=\left(\frac{2 \sin{\left(u \right)}}{3}\right)^{\prime }du = \frac{2 \cos{\left(u \right)}}{3} du$$$ (stegen kan ses »).
Det följer också att $$$u=\operatorname{asin}{\left(\frac{3 x}{2} \right)}$$$.
Alltså,
$$$\frac{1}{\sqrt{4 - 9 x^{2}}} = \frac{1}{\sqrt{4 - 4 \sin^{2}{\left( u \right)}}}$$$
Använd identiteten $$$1 - \sin^{2}{\left( u \right)} = \cos^{2}{\left( u \right)}$$$:
$$$\frac{1}{\sqrt{4 - 4 \sin^{2}{\left( u \right)}}}=\frac{1}{2 \sqrt{1 - \sin^{2}{\left( u \right)}}}=\frac{1}{2 \sqrt{\cos^{2}{\left( u \right)}}}$$$
Om vi antar att $$$\cos{\left( u \right)} \ge 0$$$, erhåller vi följande:
$$$\frac{1}{2 \sqrt{\cos^{2}{\left( u \right)}}} = \frac{1}{2 \cos{\left( u \right)}}$$$
Integralen blir
$${\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{4 - 9 x^{2}}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{3} d u}}}$$
Tillämpa konstantregeln $$$\int c\, du = c u$$$ med $$$c=\frac{1}{3}$$$:
$${\color{red}{\int{\frac{1}{3} d u}}} = {\color{red}{\left(\frac{u}{3}\right)}}$$
Kom ihåg att $$$u=\operatorname{asin}{\left(\frac{3 x}{2} \right)}$$$:
$$\frac{{\color{red}{u}}}{3} = \frac{{\color{red}{\operatorname{asin}{\left(\frac{3 x}{2} \right)}}}}{3}$$
Alltså,
$$\int{\frac{1}{\sqrt{4 - 9 x^{2}}} d x} = \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{3 x}{2} \right)}}{3}$$
Lägg till integrationskonstanten:
$$\int{\frac{1}{\sqrt{4 - 9 x^{2}}} d x} = \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{3 x}{2} \right)}}{3}+C$$
Svar
$$$\int \frac{1}{\sqrt{4 - 9 x^{2}}}\, dx = \frac{\operatorname{asin}{\left(\frac{3 x}{2} \right)}}{3} + C$$$A