حساب التفاضل والتكامل الأمثلة

$\int \ln (x^{2} + 16) d x$

خطوة 1

أوجِد التكامل بالتجزئة باستخدام القاعدة $\int u d v = u v - \int v d u$ ، حيث $u = \ln (x^{2} + 16)$ و $d v = 1$ .

$\ln (x^{2} + 16) x - \int x \frac{2 x}{x^{2} + 16} d x$

خطوة 2

بسّط.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 2.1

اجمع $x$ و $\frac{2 x}{x^{2} + 16}$ .

$\ln (x^{2} + 16) x - \int \frac{x (2 x)}{x^{2} + 16} d x$

خطوة 2.2

ارفع $x$ إلى القوة $1$ .

$\ln (x^{2} + 16) x - \int \frac{2 (x^{1} x)}{x^{2} + 16} d x$

خطوة 2.3

ارفع $x$ إلى القوة $1$ .

$\ln (x^{2} + 16) x - \int \frac{2 (x^{1} x^{1})}{x^{2} + 16} d x$

خطوة 2.4

استخدِم قاعدة القوة $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ لتجميع الأُسس.

$\ln (x^{2} + 16) x - \int \frac{2 x^{1 + 1}}{x^{2} + 16} d x$

خطوة 2.5

أضف $1$ و $1$ .

$\ln (x^{2} + 16) x - \int \frac{2 x^{2}}{x^{2} + 16} d x$

خطوة 3

بما أن $2$ عدد ثابت بالنسبة إلى $x$ ، انقُل $2$ خارج التكامل.

$\ln (x^{2} + 16) x - (2 \int \frac{x^{2}}{x^{2} + 16} d x)$

خطوة 4

اضرب $2$ في $- 1$ .

$\ln (x^{2} + 16) x - 2 \int \frac{x^{2}}{x^{2} + 16} d x$

خطوة 5

اقسِم $x^{2}$ على $x^{2} + 16$ .

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 5.1

عيّن متعددات الحدود التي ستتم قسمتها. وفي حالة عدم وجود حد لكل أُس، أدخل حدًا واحدًا بقيمة $0$ .

$x^{2}$

$0 x$

$16$

$x^{2}$

$0 x$

$0$

خطوة 5.2

اقسِم الحد ذا أعلى رتبة في المقسوم $x^{2}$ على الحد ذي أعلى رتبة في المقسوم عليه $x^{2}$ .

							$1$
	$x^{2}$	+	$0 x$	+	$16$		$x^{2}$	+	$0 x$	+	$0$

خطوة 5.3

اضرب حد ناتج القسمة الجديد في المقسوم عليه.

						$1$
$x^{2}$	+	$0 x$	+	$16$		$x^{2}$	+	$0 x$	+	$0$
					+	$x^{2}$	+	$0$	+	$16$

خطوة 5.4

يلزم طرح العبارة من المقسوم، لذا غيّر جميع العلامات في $x^{2} + 0 + 16$

						$1$
$x^{2}$	+	$0 x$	+	$16$		$x^{2}$	+	$0 x$	+	$0$
					-	$x^{2}$	-	$0$	-	$16$

خطوة 5.5

بعد تغيير العلامات، أضف المقسوم الأخير من متعدد الحدود المضروب فيه لإيجاد المقسوم الجديد.

						$1$
$x^{2}$	+	$0 x$	+	$16$		$x^{2}$	+	$0 x$	+	$0$
					-	$x^{2}$	-	$0$	-	$16$
									-	$16$

خطوة 5.6

الإجابة النهائية هي ناتج القسمة زائد الباقي على المقسوم عليه.

$\ln (x^{2} + 16) x - 2 \int 1 - \frac{16}{x^{2} + 16} d x$

خطوة 6

قسّم التكامل الواحد إلى عدة تكاملات.

$\ln (x^{2} + 16) x - 2 (\int d x + \int - \frac{16}{x^{2} + 16} d x)$

خطوة 7

طبّق قاعدة الثابت.

$\ln (x^{2} + 16) x - 2 (x + C + \int - \frac{16}{x^{2} + 16} d x)$

خطوة 8

بما أن $- 1$ عدد ثابت بالنسبة إلى $x$ ، انقُل $- 1$ خارج التكامل.

$\ln (x^{2} + 16) x - 2 (x + C - \int \frac{16}{x^{2} + 16} d x)$

خطوة 9

بما أن $16$ عدد ثابت بالنسبة إلى $x$ ، انقُل $16$ خارج التكامل.

$\ln (x^{2} + 16) x - 2 (x + C - (16 \int \frac{1}{x^{2} + 16} d x))$

خطوة 10

بسّط العبارة.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 10.1

اضرب $16$ في $- 1$ .

$\ln (x^{2} + 16) x - 2 (x + C - 16 \int \frac{1}{x^{2} + 16} d x)$

خطوة 10.2

أعِد ترتيب $x^{2}$ و $16$ .

$\ln (x^{2} + 16) x - 2 (x + C - 16 \int \frac{1}{16 + x^{2}} d x)$

خطوة 10.3

أعِد كتابة $16$ بالصيغة $4^{2}$ .

$\ln (x^{2} + 16) x - 2 (x + C - 16 \int \frac{1}{4^{2} + x^{2}} d x)$

خطوة 11

تكامل $\frac{1}{4^{2} + x^{2}}$ بالنسبة إلى $x$ هو $\frac{1}{4} \arctan (\frac{x}{4}) + C$ .

$\ln (x^{2} + 16) x - 2 (x + C - 16 (\frac{1}{4} \arctan (\frac{x}{4}) + C))$

خطوة 12

بسّط.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 12.1

اجمع $\frac{1}{4}$ و $\arctan (\frac{x}{4})$ .

$\ln (x^{2} + 16) x - 2 (x + C - 16 (\frac{\arctan (\frac{x}{4})}{4} + C))$

خطوة 12.2

بسّط.

$\ln (x^{2} + 16) x - 2 (x - 4 \arctan (\frac{x}{4})) + C$

خطوة 12.3

أعِد ترتيب الحدود.

$\ln (x^{2} + 16) x - 2 (x - 4 \arctan (\frac{1}{4} x)) + C$