$$$\frac{1}{\sqrt{a^{2} - u^{2}}}$$$ 关于$$$u$$$的积分

该计算器将求出$$$\frac{1}{\sqrt{a^{2} - u^{2}}}$$$关于$$$u$$$的积分/原函数,并显示步骤。

相关计算器: 定积分与广义积分计算器

请在书写时不要包含任何微分,例如 $$$dx$$$$$$dy$$$ 等。
留空以自动检测。

如果计算器未能计算某些内容,或者您发现了错误,或者您有建议/反馈,请 联系我们

您的输入

$$$\int \frac{1}{\sqrt{a^{2} - u^{2}}}\, du$$$

解答

$$$u=\sin{\left(v \right)} \left|{a}\right|$$$

$$$du=\left(\sin{\left(v \right)} \left|{a}\right|\right)^{\prime }dv = \cos{\left(v \right)} \left|{a}\right| dv$$$(步骤见»)。

此外,可得$$$v=\operatorname{asin}{\left(\frac{u}{\left|{a}\right|} \right)}$$$

因此,

$$$\frac{1}{\sqrt{a^{2} - u^{2}}} = \frac{1}{\sqrt{- a^{2} \sin^{2}{\left( v \right)} + a^{2}}}$$$

利用恒等式 $$$1 - \sin^{2}{\left( v \right)} = \cos^{2}{\left( v \right)}$$$

$$$\frac{1}{\sqrt{- a^{2} \sin^{2}{\left( v \right)} + a^{2}}}=\frac{1}{\sqrt{1 - \sin^{2}{\left( v \right)}} \left|{a}\right|}=\frac{1}{\sqrt{\cos^{2}{\left( v \right)}} \left|{a}\right|}$$$

假设$$$\cos{\left( v \right)} \ge 0$$$,我们得到如下结果:

$$$\frac{1}{\sqrt{\cos^{2}{\left( v \right)}} \left|{a}\right|} = \frac{1}{\cos{\left( v \right)} \left|{a}\right|}$$$

所以,

$${\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{a^{2} - u^{2}}} d u}}} = {\color{red}{\int{1 d v}}}$$

应用常数法则 $$$\int c\, dv = c v$$$,使用 $$$c=1$$$

$${\color{red}{\int{1 d v}}} = {\color{red}{v}}$$

回忆一下 $$$v=\operatorname{asin}{\left(\frac{u}{\left|{a}\right|} \right)}$$$:

$${\color{red}{v}} = {\color{red}{\operatorname{asin}{\left(\frac{u}{\left|{a}\right|} \right)}}}$$

因此,

$$\int{\frac{1}{\sqrt{a^{2} - u^{2}}} d u} = \operatorname{asin}{\left(\frac{u}{\left|{a}\right|} \right)}$$

加上积分常数:

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

答案

$$$\int \frac{1}{\sqrt{a^{2} - u^{2}}}\, du = \operatorname{asin}{\left(\frac{u}{\left|{a}\right|} \right)} + C$$$A