Математический анализ Примеры

Вычислим интеграл интеграл (u^3)/(1+u^2) в пределах от 4-3x до 1 по u
Этап 1
Изменим порядок и .
Этап 2
Разделим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1
Подготовим многочлены к делению. Если слагаемые представляют не все экспоненты, добавим отсутствующий член со значением .
+++++
Этап 2.2
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
+++++
Этап 2.3
Умножим новое частное на делитель.
+++++
+++
Этап 2.4
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
+++++
---
Этап 2.5
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
+++++
---
-
Этап 2.6
Вынесем следующий член из исходного делимого в текущее делимое.
+++++
---
-+
Этап 2.7
Окончательный ответ: неполное частное плюс остаток, деленный на делитель.
Этап 3
Разделим данный интеграл на несколько интегралов.
Этап 4
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 5
По правилу степени интеграл по имеет вид .
Этап 6
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 7
Пусть . Тогда , следовательно . Перепишем, используя и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.1
Пусть . Найдем .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.1.1
Дифференцируем .
Этап 7.1.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 7.1.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 7.1.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 7.1.5
Добавим и .
Этап 7.2
Подставим нижнее предельное значение вместо в .
Этап 7.3
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.3.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.3.1.1
Перепишем в виде .
Этап 7.3.1.2
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.3.1.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 7.3.1.2.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 7.3.1.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 7.3.1.3
Упростим и объединим подобные члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.3.1.3.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.3.1.3.1.1
Умножим на .
Этап 7.3.1.3.1.2
Умножим на .
Этап 7.3.1.3.1.3
Умножим на .
Этап 7.3.1.3.1.4
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 7.3.1.3.1.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.3.1.3.1.5.1
Перенесем .
Этап 7.3.1.3.1.5.2
Умножим на .
Этап 7.3.1.3.1.6
Умножим на .
Этап 7.3.1.3.2
Вычтем из .
Этап 7.3.2
Добавим и .
Этап 7.4
Подставим верхнее предельное значение вместо в .
Этап 7.5
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.5.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 7.5.2
Добавим и .
Этап 7.6
Значения, найденные для и , будут использованы для вычисления данного определенного интеграла.
Этап 7.7
Переформулируем задачу, используя , и новые пределы интегрирования.
Этап 8
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1
Умножим на .
Этап 8.2
Перенесем влево от .
Этап 9
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 10
Интеграл по имеет вид .
Этап 11
Подставим и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.1
Найдем значение в и в .
Этап 11.2
Найдем значение в и в .
Этап 11.3
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.3.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 11.3.2
Умножим на .
Этап 11.3.3
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 11.3.4
Объединим и .
Этап 11.3.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 11.3.6
Объединим и .
Этап 11.3.7
Умножим на .
Этап 11.3.8
Объединим и .
Этап 11.3.9
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.3.9.1
Вынесем множитель из .
Этап 11.3.9.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.3.9.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 11.3.9.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 11.3.9.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 11.3.9.2.4
Разделим на .
Этап 12
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 12.1
Используем формулу разности логарифмов с одинаковым основанием: .
Этап 12.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 12.3
Объединим и .
Этап 12.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 12.5
Объединим и .
Этап 12.6
Умножим на .
Этап 12.7
Объединим и .
Этап 12.8
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 12.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 12.8.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 12.8.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 12.8.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 12.8.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 12.8.2.4
Разделим на .
Этап 13
Изменим порядок членов.
Этап 14
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 14.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 14.1.1
Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между и равно .
Этап 14.1.2
Изменим порядок членов.
Этап 14.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 14.3
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 14.3.1
Умножим на .
Этап 14.3.2
Объединим и .
Этап 14.3.3
Объединим и .
Этап 14.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 14.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 14.6
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 14.6.1
Перепишем в виде .
Этап 14.6.2
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 14.6.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 14.6.2.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 14.6.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 14.6.3
Упростим и объединим подобные члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 14.6.3.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 14.6.3.1.1
Умножим на .
Этап 14.6.3.1.2
Умножим на .
Этап 14.6.3.1.3
Умножим на .
Этап 14.6.3.1.4
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 14.6.3.1.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 14.6.3.1.5.1
Перенесем .
Этап 14.6.3.1.5.2
Умножим на .
Этап 14.6.3.1.6
Умножим на .
Этап 14.6.3.2
Вычтем из .
Этап 14.6.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 14.6.5
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 14.6.5.1
Умножим на .
Этап 14.6.5.2
Умножим на .
Этап 14.6.5.3
Умножим на .
Этап 14.6.6
Вычтем из .
Этап 14.6.7
Перепишем в разложенном на множители виде.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 14.6.7.1
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 14.6.7.1.1
Изменим порядок и .
Этап 14.6.7.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 14.6.7.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 14.6.7.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 14.6.7.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 14.6.7.1.6
Вынесем множитель из .
Этап 14.6.7.2
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 14.6.7.2.1
Перепишем в виде .
Этап 14.6.7.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 14.6.7.2.3
Перепишем в виде .
Этап 14.7
Вынесем знак минуса перед дробью.