미적분 예제

$\int_{0}^{1} \ln (x^{2} + 1) d x$

단계 1

$u = \ln (x^{2} + 1)$ 이고 $d v = 1$ 일 때 $\int u d v = u v - \int v d u$ 공식을 이용하여 부분 적분합니다.

$\ln (x^{2} + 1) x]_{0}^{1} - \int_{0}^{1} x \frac{2 x}{x^{2} + 1} d x$

단계 2

간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 2.1

$x$ 와 $\frac{2 x}{x^{2} + 1}$ 을 묶습니다.

$\ln (x^{2} + 1) x]_{0}^{1} - \int_{0}^{1} \frac{x (2 x)}{x^{2} + 1} d x$

단계 2.2

$x$ 를 $1$ 승 합니다.

$\ln (x^{2} + 1) x]_{0}^{1} - \int_{0}^{1} \frac{2 (x^{1} x)}{x^{2} + 1} d x$

단계 2.3

$x$ 를 $1$ 승 합니다.

$\ln (x^{2} + 1) x]_{0}^{1} - \int_{0}^{1} \frac{2 (x^{1} x^{1})}{x^{2} + 1} d x$

단계 2.4

지수 법칙 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 을 이용하여 지수를 합칩니다.

$\ln (x^{2} + 1) x]_{0}^{1} - \int_{0}^{1} \frac{2 x^{1 + 1}}{x^{2} + 1} d x$

단계 2.5

$1$ 를 $1$ 에 더합니다.

$\ln (x^{2} + 1) x]_{0}^{1} - \int_{0}^{1} \frac{2 x^{2}}{x^{2} + 1} d x$

단계 3

$2$ 은 $x$ 에 대해 상수이므로, $2$ 를 적분 밖으로 빼냅니다.

$\ln (x^{2} + 1) x]_{0}^{1} - (2 \int_{0}^{1} \frac{x^{2}}{x^{2} + 1} d x)$

단계 4

$2$ 에 $- 1$ 을 곱합니다.

$\ln (x^{2} + 1) x]_{0}^{1} - 2 \int_{0}^{1} \frac{x^{2}}{x^{2} + 1} d x$

단계 5

$x^{2}$ 을 $x^{2} + 1$ 로 나눕니다.

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단계 5.1

다항식을 나눗셈 형태로 적습니다. 각 지수에 대하여 항이 없는 경우 값이 $0$ 인 항을 삽입합니다.

$x^{2}$

$0 x$

$1$

$x^{2}$

$0 x$

$0$

단계 5.2

피제수 $x^{2}$ 의 고차항을 제수 $x^{2}$ 의 고차항으로 나눕니다.

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

단계 5.3

새로운 몫 값에 제수를 곱합니다.

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

단계 5.4

식을 피제수에서 빼야 하므로 $x^{2} + 0 + 1$ 의 모든 부호를 바꿉니다.

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

단계 5.5

부호를 바꾼 뒤, 곱한 다항식의 마지막 피제수를 더해 새로운 피제수를 구합니다.

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

단계 5.6

최종 답은 몫에 제수 분의 나머지를 더한 값입니다.

$\ln (x^{2} + 1) x]_{0}^{1} - 2 \int_{0}^{1} 1 - \frac{1}{x^{2} + 1} d x$

단계 6

하나의 적분을 여러 개의 적분으로 나눕니다.

$\ln (x^{2} + 1) x]_{0}^{1} - 2 (\int_{0}^{1} d x + \int_{0}^{1} - \frac{1}{x^{2} + 1} d x)$

단계 7

상수 규칙을 적용합니다.

$\ln (x^{2} + 1) x]_{0}^{1} - 2 (x]_{0}^{1} + \int_{0}^{1} - \frac{1}{x^{2} + 1} d x)$

단계 8

$- 1$ 은 $x$ 에 대해 상수이므로, $- 1$ 를 적분 밖으로 빼냅니다.

$\ln (x^{2} + 1) x]_{0}^{1} - 2 (x]_{0}^{1} - \int_{0}^{1} \frac{1}{x^{2} + 1} d x)$

단계 9

식을 간단히 합니다.

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단계 9.1

$x^{2}$ 와 $1$ 을 다시 정렬합니다.

$\ln (x^{2} + 1) x]_{0}^{1} - 2 (x]_{0}^{1} - \int_{0}^{1} \frac{1}{1 + x^{2}} d x)$

단계 9.2

$1$ 을 $1^{2}$ 로 바꿔 씁니다.

$\ln (x^{2} + 1) x]_{0}^{1} - 2 (x]_{0}^{1} - \int_{0}^{1} \frac{1}{1^{2} + x^{2}} d x)$

단계 10

$\frac{1}{1^{2} + x^{2}}$ 를 $x$ 에 대해 적분하면 $\arctan (x)]_{0}^{1}$ 입니다.

$\ln (x^{2} + 1) x]_{0}^{1} - 2 (x]_{0}^{1} - (\arctan (x)]_{0}^{1}))$

단계 11

대입하여 간단히 합니다.

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단계 11.1

$1$ , $0$ 일 때, $\ln (x^{2} + 1) x$ 값을 계산합니다.

$(\ln (1^{2} + 1) \cdot 1) - \ln (0^{2} + 1) \cdot 0 - 2 (x]_{0}^{1} - (\arctan (x)]_{0}^{1}))$

단계 11.2

$1$ , $0$ 일 때, $x$ 값을 계산합니다.

$(\ln (1^{2} + 1) \cdot 1) - \ln (0^{2} + 1) \cdot 0 - 2 ((1) + 0 - (\arctan (x)]_{0}^{1}))$

단계 11.3

$1$ , $0$ 일 때, $\arctan (x)$ 값을 계산합니다.

$(\ln (1^{2} + 1) \cdot 1) - \ln (0^{2} + 1) \cdot 0 - 2 (1 + 0 - (\arctan (1) - \arctan (0)))$

단계 11.4

간단히 합니다.

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단계 11.4.1

1의 모든 거듭제곱은 1입니다.

$\ln (1 + 1) \cdot 1 - \ln (0^{2} + 1) \cdot 0 - 2 (1 + 0 - (\arctan (1) - \arctan (0)))$

단계 11.4.2

$1$ 를 $1$ 에 더합니다.

$\ln (2) \cdot 1 - \ln (0^{2} + 1) \cdot 0 - 2 (1 + 0 - (\arctan (1) - \arctan (0)))$

단계 11.4.3

$\ln (2)$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$\ln (2) - \ln (0^{2} + 1) \cdot 0 - 2 (1 + 0 - (\arctan (1) - \arctan (0)))$

단계 11.4.4

$0$ 을 여러 번 거듭제곱해도 $0$ 이 나옵니다.

$\ln (2) - \ln (0 + 1) \cdot 0 - 2 (1 + 0 - (\arctan (1) - \arctan (0)))$

단계 11.4.5

$0$ 를 $1$ 에 더합니다.

$\ln (2) - \ln (1) \cdot 0 - 2 (1 + 0 - (\arctan (1) - \arctan (0)))$

단계 11.4.6

$0$ 에 $- 1$ 을 곱합니다.

$\ln (2) + 0 \ln (1) - 2 (1 + 0 - (\arctan (1) - \arctan (0)))$

단계 11.4.7

$0$ 에 $\ln (1)$ 을 곱합니다.

$\ln (2) + 0 - 2 (1 + 0 - (\arctan (1) - \arctan (0)))$

단계 11.4.8

$\ln (2)$ 를 $0$ 에 더합니다.

$\ln (2) - 2 (1 + 0 - (\arctan (1) - \arctan (0)))$

단계 11.4.9

$1$ 를 $0$ 에 더합니다.

$\ln (2) - 2 (1 - (\arctan (1) - \arctan (0)))$

단계 12

각 항을 간단히 합니다.

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단계 12.1

각 항을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 12.1.1

각 항을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 12.1.1.1

$\arctan (1)$ 의 정확한 값은 $\frac{π}{4}$ 입니다.

$\ln (2) - 2 (1 - (\frac{π}{4} - \arctan (0)))$

단계 12.1.1.2

$\arctan (0)$ 의 정확한 값은 $0$ 입니다.

$\ln (2) - 2 (1 - (\frac{π}{4} - 0))$

단계 12.1.1.3

$- 1$ 에 $0$ 을 곱합니다.

$\ln (2) - 2 (1 - (\frac{π}{4} + 0))$

단계 12.1.2

$\frac{π}{4}$ 를 $0$ 에 더합니다.

$\ln (2) - 2 (1 - \frac{π}{4})$

단계 12.2

분배 법칙을 적용합니다.

$\ln (2) - 2 \cdot 1 - 2 (- \frac{π}{4})$

단계 12.3

$- 2$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$\ln (2) - 2 - 2 (- \frac{π}{4})$

단계 12.4

$2$ 의 공약수로 약분합니다.

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단계 12.4.1

$- \frac{π}{4}$ 의 마이너스 부호를 분자로 이동합니다.

$\ln (2) - 2 - 2 \frac{- π}{4}$

단계 12.4.2

$- 2$ 에서 $2$ 를 인수분해합니다.

$\ln (2) - 2 + 2 (- 1) \frac{- π}{4}$

단계 12.4.3

$4$ 에서 $2$ 를 인수분해합니다.

$\ln (2) - 2 + 2 \cdot - 1 \frac{- π}{2 \cdot 2}$

단계 12.4.4

공약수로 약분합니다.

$\ln (2) - 2 + 2 \cdot - 1 \frac{- π}{2 \cdot 2}$

단계 12.4.5

수식을 다시 씁니다.

$\ln (2) - 2 - \frac{- π}{2}$

단계 12.5

각 항을 간단히 합니다.

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단계 12.5.1

마이너스 부호를 분수 앞으로 보냅니다.

$\ln (2) - 2 - - \frac{π}{2}$

단계 12.5.2

$- - \frac{π}{2}$ 을 곱합니다.

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단계 12.5.2.1

$- 1$ 에 $- 1$ 을 곱합니다.

$\ln (2) - 2 + 1 \frac{π}{2}$

단계 12.5.2.2

$\frac{π}{2}$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$\ln (2) - 2 + \frac{π}{2}$

단계 13

결과값은 다양한 형태로 나타낼 수 있습니다.

완전 형식:

$\ln (2) - 2 + \frac{π}{2}$

소수 형태:

$0.26394350 \dots$