f(x)=1/(-2x+5(1+x^2))−6−5−4−3−2−10123456−3-2.5−2-1.5−1-0.500.511.522.53xy

Esercizio

12x+5(1+x2)dx\int\frac{1}{-2x+5\left(1+x^2\right)}dx

Soluzione passo-passo

1

Applicare la formula: x(a+b)x\left(a+b\right)=xa+xb=xa+xb, dove a=1a=1, b=x2b=x^2, x=5x=5 e a+b=1+x2a+b=1+x^2

12x+5+5x2dx\int\frac{1}{-2x+5+5x^2}dx
2

Riscrivere l'espressione 12x+5+5x2\frac{1}{-2x+5+5x^2} all'interno dell'integrale in forma fattorizzata

15((x15)2+2425)dx\int\frac{1}{5\left(\left(x-\frac{1}{5}\right)^2+\frac{24}{25}\right)}dx
3

Applicare la formula: abcdx\int\frac{a}{bc}dx=1cabdx=\frac{1}{c}\int\frac{a}{b}dx, dove a=1a=1, b=(x15)2+2425b=\left(x-\frac{1}{5}\right)^2+\frac{24}{25} e c=5c=5

151(x15)2+2425dx\frac{1}{5}\int\frac{1}{\left(x-\frac{1}{5}\right)^2+\frac{24}{25}}dx
4

Possiamo risolvere l'integrale 1(x15)2+2425dx\int\frac{1}{\left(x-\frac{1}{5}\right)^2+\frac{24}{25}}dx applicando il metodo dell'integrazione per sostituzione (detto anche U-Substitution). Per prima cosa, dobbiamo identificare una sezione all'interno dell'integrale con una nuova variabile (chiamiamola uu), che sostituita rende l'integrale più semplice. Vediamo che x15x-\frac{1}{5} è un buon candidato per la sostituzione. Definiamo la variabile uu e assegniamola alla parte prescelta

u=x15u=x-\frac{1}{5}
5

Ora, per riscrivere dxdx in termini di dudu, dobbiamo trovare la derivata di uu. Dobbiamo calcolare dudu, e lo possiamo fare derivando l'equazione di cui sopra

du=dxdu=dx
6

Sostituendo uu e dxdx nell'integrale e semplificando

151u2+2425du\frac{1}{5}\int\frac{1}{u^2+\frac{24}{25}}du
7

Applicare la formula: 1a+b2dx\int\frac{1}{a+b^2}dx=1a11+b2adx=\frac{1}{a}\int\frac{1}{1+\frac{b^2}{a}}dx, dove a=2425a=\frac{24}{25} e b=ub=u

151242511+u22425du\frac{1}{5}\cdot \frac{1}{\frac{24}{25}}\int\frac{1}{1+\frac{u^2}{\frac{24}{25}}}du
8

Semplificare l'espressione

52411+25u224du\frac{5}{24}\int\frac{1}{1+\frac{25u^2}{24}}du
9

Risolvere l'integrale applicando la sostituzione v2=25u224v^2=\frac{25u^2}{24}. Quindi, prendere la radice quadrata di entrambi i lati, semplificando si ha

v=5u24v=\frac{5u}{\sqrt{24}}
10

Ora, per riscrivere dudu in termini di dvdv, dobbiamo trovare la derivata di vv. Dobbiamo calcolare dvdv, e lo possiamo fare derivando l'equazione di cui sopra

dv=524dudv=\frac{5}{\sqrt{24}}du
11

Isolare dudu nell'equazione precedente

dv524=du\frac{dv}{\frac{5}{\sqrt{24}}}=du
12

Dopo aver sostituito tutto e semplificato, l'integrale dà come risultato

242411+v2dv\frac{\sqrt{24}}{24}\int\frac{1}{1+v^2}dv
13

Applicare la formula: nx2+bdx\int\frac{n}{x^2+b}dx=nbarctan(xb)+C=\frac{n}{\sqrt{b}}\arctan\left(\frac{x}{\sqrt{b}}\right)+C, dove b=1b=1, x=vx=v e n=1n=1

2424arctan(v)\frac{\sqrt{24}}{24}\arctan\left(v\right)
14

Applicare la formula: abca\frac{b}{c}=bac=\frac{ba}{c}, dove a=arctan(v)a=\arctan\left(v\right), b=24b=\sqrt{24} e c=24c=24

24arctan(v)24\frac{\sqrt{24}\arctan\left(v\right)}{24}
15

Sostituire vv con il valore che gli abbiamo assegnato all'inizio: 5u24\frac{5u}{\sqrt{24}}

24arctan(5u24)24\frac{\sqrt{24}\arctan\left(\frac{5u}{\sqrt{24}}\right)}{24}
16

Sostituire uu con il valore che gli abbiamo assegnato all'inizio: x15x-\frac{1}{5}

24arctan(5(x15)24)24\frac{\sqrt{24}\arctan\left(\frac{5\left(x-\frac{1}{5}\right)}{\sqrt{24}}\right)}{24}
17

Applicare la formula: x(ax+b)x\left(\frac{a}{x}+b\right)=a+bx=a+bx, dove a=1a=-1, b=xb=x e x=5x=5

24arctan(1+5x24)24\frac{\sqrt{24}\arctan\left(\frac{-1+5x}{\sqrt{24}}\right)}{24}
18

Poiché l'integrale che stiamo risolvendo è un integrale indefinito, quando finiamo di integrare dobbiamo aggiungere la costante di integrazione CC

24arctan(1+5x24)24+C0\frac{\sqrt{24}\arctan\left(\frac{-1+5x}{\sqrt{24}}\right)}{24}+C_0

Risposta finale al problema

24arctan(1+5x24)24+C0\frac{\sqrt{24}\arctan\left(\frac{-1+5x}{\sqrt{24}}\right)}{24}+C_0

Come posso risolvere questo problema?

  • Scegliere un'opzione
  • Sostituzione di Weierstrass
  • Prodotto di binomi con termine comune
  • Per saperne di più...
Non riuscite a trovare un metodo? Segnalatecelo, così potremo aggiungerlo.
12x+5(1+x2) dx
Modalità simbolica
Modalità testo
Go!
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+
-
×
◻/◻
/
÷
2

e
π
ln
log
log
lim
d/dx
Dx
|◻|
θ
=
>
<
>=
<=
sin
cos
tan
cot
sec
csc

asin
acos
atan
acot
asec
acsc

sinh
cosh
tanh
coth
sech
csch

asinh
acosh
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acoth
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acsch

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