$$$\frac{x^{3}}{\left(1 - x^{4}\right)^{2}}$$$ 的積分
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求$$$\int \frac{x^{3}}{\left(1 - x^{4}\right)^{2}}\, dx$$$。
解答
令 $$$u=1 - x^{4}$$$。
則 $$$du=\left(1 - x^{4}\right)^{\prime }dx = - 4 x^{3} dx$$$ (步驟見»)，並可得 $$$x^{3} dx = - \frac{du}{4}$$$。
因此，
$${\color{red}{\int{\frac{x^{3}}{\left(1 - x^{4}\right)^{2}} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{4 u^{2}}\right)d u}}}$$
套用常數倍法則 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$，使用 $$$c=- \frac{1}{4}$$$ 與 $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{u^{2}}$$$：
$${\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{4 u^{2}}\right)d u}}} = {\color{red}{\left(- \frac{\int{\frac{1}{u^{2}} d u}}{4}\right)}}$$
套用冪次法則 $$$\int u^{n}\, du = \frac{u^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$，以 $$$n=-2$$$：
$$- \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u^{2}} d u}}}}{4}=- \frac{{\color{red}{\int{u^{-2} d u}}}}{4}=- \frac{{\color{red}{\frac{u^{-2 + 1}}{-2 + 1}}}}{4}=- \frac{{\color{red}{\left(- u^{-1}\right)}}}{4}=- \frac{{\color{red}{\left(- \frac{1}{u}\right)}}}{4}$$
回顧一下 $$$u=1 - x^{4}$$$：
$$\frac{{\color{red}{u}}^{-1}}{4} = \frac{{\color{red}{\left(1 - x^{4}\right)}}^{-1}}{4}$$
因此，
$$\int{\frac{x^{3}}{\left(1 - x^{4}\right)^{2}} d x} = \frac{1}{4 \left(1 - x^{4}\right)}$$
化簡：
$$\int{\frac{x^{3}}{\left(1 - x^{4}\right)^{2}} d x} = - \frac{1}{4 x^{4} - 4}$$
加上積分常數：
$$\int{\frac{x^{3}}{\left(1 - x^{4}\right)^{2}} d x} = - \frac{1}{4 x^{4} - 4}+C$$
答案
$$$\int \frac{x^{3}}{\left(1 - x^{4}\right)^{2}}\, dx = - \frac{1}{4 x^{4} - 4} + C$$$A