$$$- \frac{3 - \frac{1}{x^{2}}}{3 x}$$$ 的積分
您的輸入
求$$$\int \left(- \frac{3 - \frac{1}{x^{2}}}{3 x}\right)\, dx$$$。
解答
已將輸入重寫為：$$$\int{\left(- \frac{3 - \frac{1}{x^{2}}}{3 x}\right)d x}=\int{\frac{-1 + \frac{1}{3 x^{2}}}{x} d x}$$$。
Simplify:
$${\color{red}{\int{\frac{-1 + \frac{1}{3 x^{2}}}{x} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1 - 3 x^{2}}{3 x^{3}} d x}}}$$
套用常數倍法則 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$，使用 $$$c=\frac{1}{3}$$$ 與 $$$f{\left(x \right)} = \frac{1 - 3 x^{2}}{x^{3}}$$$：
$${\color{red}{\int{\frac{1 - 3 x^{2}}{3 x^{3}} d x}}} = {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1 - 3 x^{2}}{x^{3}} d x}}{3}\right)}}$$
Expand the expression:
$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{1 - 3 x^{2}}{x^{3}} d x}}}}{3} = \frac{{\color{red}{\int{\left(- \frac{3}{x} + \frac{1}{x^{3}}\right)d x}}}}{3}$$
逐項積分：
$$\frac{{\color{red}{\int{\left(- \frac{3}{x} + \frac{1}{x^{3}}\right)d x}}}}{3} = \frac{{\color{red}{\left(\int{\frac{1}{x^{3}} d x} - \int{\frac{3}{x} d x}\right)}}}{3}$$
套用冪次法則 $$$\int x^{n}\, dx = \frac{x^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$，以 $$$n=-3$$$：
$$- \frac{\int{\frac{3}{x} d x}}{3} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{x^{3}} d x}}}}{3}=- \frac{\int{\frac{3}{x} d x}}{3} + \frac{{\color{red}{\int{x^{-3} d x}}}}{3}=- \frac{\int{\frac{3}{x} d x}}{3} + \frac{{\color{red}{\frac{x^{-3 + 1}}{-3 + 1}}}}{3}=- \frac{\int{\frac{3}{x} d x}}{3} + \frac{{\color{red}{\left(- \frac{x^{-2}}{2}\right)}}}{3}=- \frac{\int{\frac{3}{x} d x}}{3} + \frac{{\color{red}{\left(- \frac{1}{2 x^{2}}\right)}}}{3}$$
套用常數倍法則 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$，使用 $$$c=3$$$ 與 $$$f{\left(x \right)} = \frac{1}{x}$$$：
$$- \frac{{\color{red}{\int{\frac{3}{x} d x}}}}{3} - \frac{1}{6 x^{2}} = - \frac{{\color{red}{\left(3 \int{\frac{1}{x} d x}\right)}}}{3} - \frac{1}{6 x^{2}}$$
$$$\frac{1}{x}$$$ 的積分是 $$$\int{\frac{1}{x} d x} = \ln{\left(\left|{x}\right| \right)}$$$：
$$- {\color{red}{\int{\frac{1}{x} d x}}} - \frac{1}{6 x^{2}} = - {\color{red}{\ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}} - \frac{1}{6 x^{2}}$$
因此，
$$\int{\frac{-1 + \frac{1}{3 x^{2}}}{x} d x} = - \ln{\left(\left|{x}\right| \right)} - \frac{1}{6 x^{2}}$$
加上積分常數：
$$\int{\frac{-1 + \frac{1}{3 x^{2}}}{x} d x} = - \ln{\left(\left|{x}\right| \right)} - \frac{1}{6 x^{2}}+C$$
答案
$$$\int \left(- \frac{3 - \frac{1}{x^{2}}}{3 x}\right)\, dx = \left(- \ln\left(\left|{x}\right|\right) - \frac{1}{6 x^{2}}\right) + C$$$A