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integral of (x^2-4x+4)/(sqrt(x^2-4x+13))

Lösung

\int \frac{x ^{2} - 4 x + 4}{x ^{2} - 4 x + 13} d x

9 (- ln (\frac{1}{3} x - 2 + x^{2} - 4 x + 13) + \frac{1}{18} (x - 2) x^{2} - 4 x + 13 + \frac{1}{2} ln (\frac{x - 2 + x ^{2} - 4 x + 13}{3})) + C

Schritte zur Lösung

\int \frac{x ^{2} - 4 x + 4}{x ^{2} - 4 x + 13} d x

Vervollständige das Quadrat

x^{2} - 4 x + 4 : (x - 2)^{2}

= \int \frac{( x - 2 ) ^{2}}{x ^{2} - 4 x + 13} d x

Wende U-Substitution an

= \int \frac{u ^{2}}{u ^{2} + 9} d u

Trigonometrische Substitution anwenden

= \int 9 tan^{2} (v) sec (v) d v

Entferne die Konstante:

\int a \cdot f (x) d x = a \cdot \int f (x) d x

= 9 \cdot \int tan^{2} (v) sec (v) d v

Umschreiben mit Hilfe von Trigonometrie-Identitäten

= 9 \cdot \int (- 1 + sec^{2} (v)) sec (v) d v

Multipliziere aus

(- 1 + sec^{2} (v)) sec (v) : - sec (v) + sec^{3} (v)

= 9 \cdot \int - sec (v) + sec^{3} (v) d v

Wende die Summenregel an:

\int f (x) \pm g (x) d x = \int f (x) d x \pm \int g (x) d x

= 9 (- \int sec (v) d v + \int sec^{3} (v) d v)

\int sec (v) d v = ln ∣ tan (v) + sec (v) ∣

\int sec^{3} (v) d v = \frac{1}{2} sec (v) tan (v) + \frac{1}{2} ln ∣ tan (v) + sec (v) ∣

= 9 (- ln ∣ tan (v) + sec (v) ∣ + \frac{1}{2} sec (v) tan (v) + \frac{1}{2} ln ∣ tan (v) + sec (v) ∣)

Ersetze zurück

= 9 (- ln tan (arctan (\frac{1}{3} (x - 2))) + sec (arctan (\frac{1}{3} (x - 2))) + \frac{1}{2} sec (arctan (\frac{1}{3} (x - 2))) tan (arctan (\frac{1}{3} (x - 2))) + \frac{1}{2} ln tan (arctan (\frac{1}{3} (x - 2))) + sec (arctan (\frac{1}{3} (x - 2))))

Vereinfache

9 (- ln tan (arctan (\frac{1}{3} (x - 2))) + sec (arctan (\frac{1}{3} (x - 2))) + \frac{1}{2} sec (arctan (\frac{1}{3} (x - 2))) tan (arctan (\frac{1}{3} (x - 2))) + \frac{1}{2} ln tan (arctan (\frac{1}{3} (x - 2))) + sec (arctan (\frac{1}{3} (x - 2)))) : 9 (- ln (\frac{1}{3} x - 2 + x^{2} - 4 x + 13) + \frac{1}{18} (x - 2) x^{2} - 4 x + 13 + \frac{1}{2} ln (\frac{x - 2 + x ^{2} - 4 x + 13}{3}))

= 9 (- ln (\frac{1}{3} x - 2 + x^{2} - 4 x + 13) + \frac{1}{18} (x - 2) x^{2} - 4 x + 13 + \frac{1}{2} ln (\frac{x - 2 + x ^{2} - 4 x + 13}{3}))

Füge eine Konstante zur Lösung hinzu

= 9 (- ln (\frac{1}{3} x - 2 + x^{2} - 4 x + 13) + \frac{1}{18} (x - 2) x^{2} - 4 x + 13 + \frac{1}{2} ln (\frac{x - 2 + x ^{2} - 4 x + 13}{3})) + C

\int (x^{2})^{'} d x

\int x^{3} ln (x^{2} + 3) d x

\int - cos (- x) d x

\int 8 (9 + x)^{5} d x

\int \frac{4 x ^{4} - 4 x ^{3} + 7 x}{x ^{2}} d x