質問<2825>2006/1/7
from=ケン
「積分」


積分の問題で
(1)∫4/(x^3+4x)dx
(2)∫2x-5/(3x^2+4)dx
という問題に苦しんでいます。よろしくお願いします。

★希望★完全解答★

お返事2006/1/7
from=武田


(1)
部分分数分解で解くと、
   4        4
∫―――――dx=∫―――――――dx
 x^3+4x    x(x^2+4)

   1    x              1   2x
=∫{― - ―――― }dx=log|x|- ――∫―――――dx
   x   x^2+4            2  x^2+4

=log|x|-log√(x^2+4)+C

       x
=log|―――――――|+C……(答)
    √(x^2+4)

(2)
  2x-5    1   6x         1
∫――――――dx=―∫――――――dx-5∫――――――dx
 3x^2+4    3 3x^2+4      3x^2+4

 1              1
=―log|3x^2+4|-5∫――――――dx………(*)
 3            3x^2+4

   1
∫――――――dxを解いてみよう。
 3x^2+4

x=(2/√3)tanθとおくと、
                 4
3x^2+4=4(tan^2θ+1)=――――
                cos^2θ
     2
dx=――――――dθ
   √3cos^2θ

   1          1       2
∫――――――dx=∫―――――― ・ ―――――dθ
 3x^2+4        4     √3co^2θ
            ―――――
             cos^2θ

   1     θ     1     √3x
=∫―――dθ=―――+C=―――・tan^-1――― +C
  2√3   2√3   2√3     2

(*)にあてはめて、
1           5      √3x
―log|3x^2+4|-――――・tan^-1―――― +C……(答)
3          2√3      2