Интеграл 1/(x*(4-x)) (dx)

Преподаватель очень удивится увидев твоё верное решение 😼

d

↑ Введите нижнюю границу интеграла и верхнюю границу интеграла b, подинтегральную функцию f(x) - смотрите пример

Кусочно-заданная:

{ кусочно-заданную функцию ввести здесь.

    Решение

    Вы ввели [src]
      1             
      /             
     |              
     |      1       
     |  --------- dx
     |  x*(4 - x)   
     |              
    /               
    0               
    011x(x+4)dx\int_{0}^{1} \frac{1}{x \left(- x + 4\right)}\, dx
    Подробное решение
    1. Есть несколько способов вычислить этот интеграл.

      Метод #1

      1. Перепишите подынтегральное выражение:

        1x(x+4)=14x16+14x\frac{1}{x \left(- x + 4\right)} = - \frac{1}{4 x - 16} + \frac{1}{4 x}

      2. Интегрируем почленно:

        1. Интеграл от произведения функции на константу есть эта константа на интеграл от данной функции:

          14x16dx=141x4dx\int - \frac{1}{4 x - 16}\, dx = - \frac{1}{4} \int \frac{1}{x - 4}\, dx

          1. пусть u=x4u = x - 4.

            Тогда пусть du=dxdu = dx и подставим dudu:

            1udu\int \frac{1}{u}\, du

            1. Интеграл 1u\frac{1}{u} есть log(u)\log{\left (u \right )}.

            Если сейчас заменить uu ещё в:

            log(x4)\log{\left (x - 4 \right )}

          Таким образом, результат будет: 14log(x4)- \frac{1}{4} \log{\left (x - 4 \right )}

        1. Интеграл от произведения функции на константу есть эта константа на интеграл от данной функции:

          14xdx=141xdx\int \frac{1}{4 x}\, dx = \frac{1}{4} \int \frac{1}{x}\, dx

          1. Интеграл 1x\frac{1}{x} есть log(x)\log{\left (x \right )}.

          Таким образом, результат будет: 14log(x)\frac{1}{4} \log{\left (x \right )}

        Результат есть: 14log(x)14log(x4)\frac{1}{4} \log{\left (x \right )} - \frac{1}{4} \log{\left (x - 4 \right )}

      Метод #2

      1. Перепишите подынтегральное выражение:

        1x(x+4)=1x2+4x\frac{1}{x \left(- x + 4\right)} = \frac{1}{- x^{2} + 4 x}

      2. Перепишите подынтегральное выражение:

        1x2+4x=14x16+14x\frac{1}{- x^{2} + 4 x} = - \frac{1}{4 x - 16} + \frac{1}{4 x}

      3. Интегрируем почленно:

        1. Интеграл от произведения функции на константу есть эта константа на интеграл от данной функции:

          14x16dx=141x4dx\int - \frac{1}{4 x - 16}\, dx = - \frac{1}{4} \int \frac{1}{x - 4}\, dx

          1. пусть u=x4u = x - 4.

            Тогда пусть du=dxdu = dx и подставим dudu:

            1udu\int \frac{1}{u}\, du

            1. Интеграл 1u\frac{1}{u} есть log(u)\log{\left (u \right )}.

            Если сейчас заменить uu ещё в:

            log(x4)\log{\left (x - 4 \right )}

          Таким образом, результат будет: 14log(x4)- \frac{1}{4} \log{\left (x - 4 \right )}

        1. Интеграл от произведения функции на константу есть эта константа на интеграл от данной функции:

          14xdx=141xdx\int \frac{1}{4 x}\, dx = \frac{1}{4} \int \frac{1}{x}\, dx

          1. Интеграл 1x\frac{1}{x} есть log(x)\log{\left (x \right )}.

          Таким образом, результат будет: 14log(x)\frac{1}{4} \log{\left (x \right )}

        Результат есть: 14log(x)14log(x4)\frac{1}{4} \log{\left (x \right )} - \frac{1}{4} \log{\left (x - 4 \right )}

    2. Добавляем постоянную интегрирования:

      14log(x)14log(x4)+constant\frac{1}{4} \log{\left (x \right )} - \frac{1}{4} \log{\left (x - 4 \right )}+ \mathrm{constant}


    Ответ:

    14log(x)14log(x4)+constant\frac{1}{4} \log{\left (x \right )} - \frac{1}{4} \log{\left (x - 4 \right )}+ \mathrm{constant}

    График
    02468-8-6-4-2-10105-5
    Ответ [src]
      1                         
      /                         
     |                          
     |      1               pi*I
     |  --------- dx = oo - ----
     |  x*(4 - x)            4  
     |                          
    /                           
    0                           
    %a{\it \%a}
    Численный ответ [src]
    11.0945320516112
    Ответ (Неопределённый) [src]
      /                                       
     |                                        
     |     1              log(-4 + x)   log(x)
     | --------- dx = C - ----------- + ------
     | x*(4 - x)               4          4   
     |                                        
    /                                         
    logx4log(x4)4{{\log x}\over{4}}-{{\log \left(x-4\right)}\over{4}}