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

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

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您的输入

$$$\int \frac{1}{\sqrt{a^{2} - x^{2}}}\, dx$$$

解答

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

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

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

所以,

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

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

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

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

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

积分变为

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

应用常数法则 $$$\int c\, du = c u$$$,使用 $$$c=1$$$

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

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

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

因此,

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

加上积分常数:

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

答案

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


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