$$$\frac{x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}}$$$ 的积分

求$$$\int \frac{x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}}\, dx$$$。

设$$$u=x^{2} + 1$$$。

则$$$du=\left(x^{2} + 1\right)^{\prime }dx = 2 x dx$$$ (步骤见»)，并有$$$x dx = \frac{du}{2}$$$。

该积分可以改写为

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

对 $$$c=\frac{1}{2}$$$ 和 $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{u^{2}}$$$ 应用常数倍法则 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$：

$${\color{red}{\int{\frac{1}{2 u^{2}} d u}}} = {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{u^{2}} d u}}{2}\right)}}$$

应用幂法则 $$$\int u^{n}\, du = \frac{u^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$，其中 $$$n=-2$$$：

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

回忆一下 $$$u=x^{2} + 1$$$:

$$- \frac{{\color{red}{u}}^{-1}}{2} = - \frac{{\color{red}{\left(x^{2} + 1\right)}}^{-1}}{2}$$

因此，

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

化简：

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

加上积分常数：

$$\int{\frac{x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} d x} = - \frac{1}{2 x^{2} + 2}+C$$

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