Математический анализ Примеры

$\int \frac{1 + x}{1 - x} d x$

Этап 1

Изменим порядок $1$ и $x$ .

$\int \frac{x + 1}{1 - x} d x$

Этап 2

Изменим порядок $1$ и $- x$ .

$\int \frac{x + 1}{- x + 1} d x$

Этап 3

Разделим $x + 1$ на $- x + 1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Подготовим многочлены к делению. Если слагаемые представляют не все экспоненты, добавим отсутствующий член со значением $0$ .

$x$

$1$

$x$

$1$

Этап 3.2

Разделим член с максимальной степенью в делимом $x$ на член с максимальной степенью в делителе $- x$ .

				-	$1$
-	$x$	+	$1$		$x$	+	$1$

Этап 3.3

Умножим новое частное на делитель.

				-	$1$
-	$x$	+	$1$		$x$	+	$1$
				+	$x$	-	$1$

Этап 3.4

Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в $x - 1$ .

				-	$1$
-	$x$	+	$1$		$x$	+	$1$
				-	$x$	+	$1$

Этап 3.5

После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.

				-	$1$
-	$x$	+	$1$		$x$	+	$1$
				-	$x$	+	$1$
						+	$2$

Этап 3.6

Окончательный ответ: неполное частное плюс остаток, деленный на делитель.

$\int - 1 + \frac{2}{- x + 1} d x$

Этап 4

Разделим данный интеграл на несколько интегралов.

$\int - 1 d x + \int \frac{2}{- x + 1} d x$

Этап 5

Применим правило дифференцирования постоянных функций.

$- x + C + \int \frac{2}{- x + 1} d x$

Этап 6

Поскольку $2$ — константа по отношению к $x$ , вынесем $2$ из-под знака интеграла.

$- x + C + 2 \int \frac{1}{- x + 1} d x$

Этап 7

Пусть $u = - x + 1$ . Тогда $d u = - d x$ , следовательно $- d u = d x$ . Перепишем, используя $u$ и $d$ $u$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1

Пусть $u = - x + 1$ . Найдем $\frac{d u}{d x}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1.1

Перепишем.

$\frac{- 1}{1}$

Этап 7.1.2

Разделим $- 1$ на $1$ .

$- 1$

Этап 7.2

Переформулируем задачу с помощью $u$ и $d u$ .

$- x + C + 2 \int \frac{- 1}{u} d u$

Этап 8

Вынесем знак минуса перед дробью.

$- x + C + 2 \int - \frac{1}{u} d u$

Этап 9

Поскольку $- 1$ — константа по отношению к $u$ , вынесем $- 1$ из-под знака интеграла.

$- x + C + 2 (- \int \frac{1}{u} d u)$

Этап 10

Умножим $- 1$ на $2$ .

$- x + C - 2 \int \frac{1}{u} d u$

Этап 11

Интеграл $\frac{1}{u}$ по $u$ имеет вид $\ln (| u |)$ .

$- x + C - 2 (\ln (| u |) + C)$

Этап 12

Упростим.

$- x - 2 \ln (| u |) + C$

Этап 13

Заменим все вхождения $u$ на $- x + 1$ .

$- x - 2 \ln (| - x + 1 |) + C$