Математический анализ Примеры

Вычислим интеграл интеграл 1/(x^3-2x^2+x) по xdx
Этап 1
Запишем дробь, используя разложение на элементарные дроби.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Разложим дробь и умножим на общий знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.1
Разложим дробь на множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.1.1
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.1.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.1.3
Возведем в степень .
Этап 1.1.1.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.1.6
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.2
Разложим на множители, используя правило полных квадратов.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.1.2.1
Перепишем в виде .
Этап 1.1.1.2.2
Проверим, чтобы средний член был равен удвоенному произведению корней из первого и третьего членов.
Этап 1.1.1.2.3
Перепишем многочлен.
Этап 1.1.1.2.4
Разложим на множители, используя правило выделения полного квадрата из квадратного трехчлена , где и .
Этап 1.1.2
Для каждого множителя в знаменателе создадим новую дробь, используя множитель в качестве знаменателя, а неизвестное значение — в качестве числителя. Поскольку множитель в знаменателе линейный, поместим одну переменную на его место .
Этап 1.1.3
Для каждого множителя в знаменателе создадим новую дробь, используя множитель в качестве знаменателя, а неизвестное значение — в качестве числителя. Поскольку множитель в знаменателе линейный, поместим одну переменную на его место .
Этап 1.1.4
Умножим каждую дробь в уравнении на знаменатель исходного выражения. В этом случае знаменатель равен .
Этап 1.1.5
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.5.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.5.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.1.6
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.6.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.6.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.1.7
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.7.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.7.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.7.1.2
Разделим на .
Этап 1.1.7.2
Перепишем в виде .
Этап 1.1.7.3
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.7.3.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.7.3.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.7.3.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.7.4
Упростим и объединим подобные члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.7.4.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.7.4.1.1
Умножим на .
Этап 1.1.7.4.1.2
Перенесем влево от .
Этап 1.1.7.4.1.3
Перепишем в виде .
Этап 1.1.7.4.1.4
Перепишем в виде .
Этап 1.1.7.4.1.5
Умножим на .
Этап 1.1.7.4.2
Вычтем из .
Этап 1.1.7.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.7.6
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.7.6.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.1.7.6.2
Умножим на .
Этап 1.1.7.7
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.7.7.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.7.7.2
Разделим на .
Этап 1.1.7.8
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.7.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.7.8.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.7.8.2.1
Умножим на .
Этап 1.1.7.8.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.7.8.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.1.7.8.2.4
Разделим на .
Этап 1.1.7.9
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.7.10
Умножим на .
Этап 1.1.7.11
Перенесем влево от .
Этап 1.1.7.12
Перепишем в виде .
Этап 1.1.7.13
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.7.14
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.1.8
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.8.1
Перенесем .
Этап 1.1.8.2
Изменим порядок и .
Этап 1.1.8.3
Перенесем .
Этап 1.1.8.4
Перенесем .
Этап 1.1.8.5
Перенесем .
Этап 1.2
Составим уравнения для переменных элементарной дроби и используем их для создания системы уравнений.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.1
Составим уравнение для переменных элементарной дроби, приравняв коэффициенты из каждой части уравнения. Чтобы уравнение было верным, эквивалентные коэффициенты в каждой части уравнения должны быть равны.
Этап 1.2.2
Составим уравнение для переменных элементарной дроби, приравняв коэффициенты из каждой части уравнения. Чтобы уравнение было верным, эквивалентные коэффициенты в каждой части уравнения должны быть равны.
Этап 1.2.3
Составим уравнение для переменных элементарной дроби, приравняв коэффициенты членов, не содержащих . Чтобы уравнение было верным, эквивалентные коэффициенты в каждой части уравнения должны быть равны.
Этап 1.2.4
Составим систему уравнений, чтобы найти коэффициенты элементарных дробей.
Этап 1.3
Решим систему уравнений.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 1.3.2
Заменим все вхождения на во всех уравнениях.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.2.1
Заменим все вхождения в на .
Этап 1.3.2.2
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.2.2.1
Избавимся от скобок.
Этап 1.3.2.3
Заменим все вхождения в на .
Этап 1.3.2.4
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.2.4.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.2.4.1.1
Умножим на .
Этап 1.3.2.4.1.2
Перепишем в виде .
Этап 1.3.3
Решим относительно в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.3.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 1.3.3.2
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 1.3.4
Заменим все вхождения на во всех уравнениях.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.4.1
Заменим все вхождения в на .
Этап 1.3.4.2
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.4.2.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.4.2.1.1
Умножим на .
Этап 1.3.4.2.1.2
Добавим и .
Этап 1.3.5
Решим относительно в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.5.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 1.3.5.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 1.3.6
Решим систему уравнений.
Этап 1.3.7
Перечислим все решения.
Этап 1.4
Заменим каждый коэффициент элементарной дроби в значениями, найденными для , и .
Этап 1.5
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2
Разделим данный интеграл на несколько интегралов.
Этап 3
Интеграл по имеет вид .
Этап 4
Пусть . Тогда . Перепишем, используя и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1
Пусть . Найдем .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.1
Дифференцируем .
Этап 4.1.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.1.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.1.5
Добавим и .
Этап 4.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 5
Применим основные правила для показателей степени.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1
Вынесем из знаменателя, возведя в степень.
Этап 5.2
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 5.2.2
Умножим на .
Этап 6
По правилу степени интеграл по имеет вид .
Этап 7
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 8
Пусть . Тогда . Перепишем, используя и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1
Пусть . Найдем .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1.1
Дифференцируем .
Этап 8.1.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 8.1.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 8.1.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 8.1.5
Добавим и .
Этап 8.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 9
Интеграл по имеет вид .
Этап 10
Упростим.
Этап 11
Выполним обратную подстановку для каждой подставленной переменной интегрирования.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.1
Заменим все вхождения на .
Этап 11.2
Заменим все вхождения на .