1 ∫ x 4 x 10 + 100 d x = ∫ x 4 ( x 5 ) 2 + 1 0 2 d x \int \frac{x^4}{x^{10}+100 } dx = \int \frac{x^4}{(x^{5})^2+10^2 } dx ∫ x 10 + 100 x 4 d x = ∫ ( x 5 ) 2 + 1 0 2 x 4 d x
Let x 5 = t ⟹ 5 x 4 d x = d t x^5 = t \implies 5x^4dx = dt x 5 = t ⟹ 5 x 4 d x = d t
then
∫ x 4 x 10 + 100 d x = 1 5 ∫ d t t 2 + 1 0 2 = 1 50 t a n − 1 ( t 10 ) \int \frac{x^4}{x^{10}+100 } dx = \frac{1}{5}\int \frac{dt}{t^{2}+10^2 } = \frac{1}{50}tan^{-1}(\frac{t}{10}) ∫ x 10 + 100 x 4 d x = 5 1 ∫ t 2 + 1 0 2 d t = 50 1 t a n − 1 ( 10 t )
∫ x 4 x 10 + 100 d x = 1 50 t a n − 1 ( x 5 10 ) + C \int \frac{x^4}{x^{10}+100 } dx = \frac{1}{50}tan^{-1}(\frac{x^5}{10}) + C ∫ x 10 + 100 x 4 d x = 50 1 t a n − 1 ( 10 x 5 ) + C
2 ∫ x + 9 x d x = 2 3 x 3 / 2 + 9 l n ∣ x ∣ + C \int \sqrt{x} + \frac{9}{x} dx = \frac{2}{3}x^{3/2} + 9 ln|x| + C ∫ x + x 9 d x = 3 2 x 3/2 + 9 l n ∣ x ∣ + C
3 ∫ d x 1 + 2 e x − e − x = ∫ e − x d x e − x + 2 − e − 2 x \int \frac{dx}{1+2e^{x} - e^{-x}} = \int \frac{e^{-x} dx}{e^{-x}+2-e^{-2x}} ∫ 1 + 2 e x − e − x d x = ∫ e − x + 2 − e − 2 x e − x d x
Let e − x = t ⟹ − e − x d x = d t e^{-x} = t \implies -e^{-x} dx = dt e − x = t ⟹ − e − x d x = d t
then ∫ d x 1 + 2 e x − e − x = ∫ d t t + 2 − t 2 = − ∫ d t t 2 − t − 2 = − ∫ d t ( t − 1 2 ) 2 − 9 4 \int \frac{dx}{1+2e^{x} - e^{-x}} = \int \frac{ dt}{t+2-t^2} = - \int \frac{ dt}{t^2-t-2} = -\int \frac{ dt}{(t-\frac{1}{2})^2 - \frac{9}{4}} ∫ 1 + 2 e x − e − x d x = ∫ t + 2 − t 2 d t = − ∫ t 2 − t − 2 d t = − ∫ ( t − 2 1 ) 2 − 4 9 d t
= 1 3 l n ∣ t + 1 t − 2 ∣ = 1 3 l n ∣ e − x − 1 e − x − 2 ∣ = \frac{1}{3}ln|\frac{t+1}{t-2}| = \frac{1}{3}ln|\frac{e^{-x}-1}{e^{-x}-2}| = 3 1 l n ∣ t − 2 t + 1 ∣ = 3 1 l n ∣ e − x − 2 e − x − 1 ∣
4 ∫ 2 x 2 d x 9 − x 2 = − 2 ∫ 9 − x 2 − 9 d x 9 − x 2 = − 2 ∫ 9 − x 2 d x + 18 ∫ 1 9 − x 2 d x \int \frac{2x^2 dx}{\sqrt{9-x^2}} = -2\int \frac{9-x^2 -9 dx}{\sqrt{9-x^2}} = -2\int \sqrt{9-x^2} dx + 18\int \frac{1}{\sqrt{9-x^2}} dx ∫ 9 − x 2 2 x 2 d x = − 2 ∫ 9 − x 2 9 − x 2 − 9 d x = − 2 ∫ 9 − x 2 d x + 18 ∫ 9 − x 2 1 d x
= − 9 s i n − 1 ( x 3 ) − s i n ( 2 s i n − 1 ( x 3 ) ) + 18 s i n − 1 ( x 3 ) + C =-9sin^{-1}(\frac{x}{3}) - sin(2sin^{-1}(\frac{x}{3})) + 18sin^{-1}(\frac{x}{3}) + C = − 9 s i n − 1 ( 3 x ) − s in ( 2 s i n − 1 ( 3 x )) + 18 s i n − 1 ( 3 x ) + C
Formula used:
∫ 1 x 2 + a 2 d x = 1 a t a n − 1 ( x a ) \int \frac{1}{x^2+a^2}dx = \frac{1}{a}tan^{-1}(\frac{x}{a}) ∫ x 2 + a 2 1 d x = a 1 t a n − 1 ( a x )
∫ 1 x 2 − a 2 d x = − 1 2 a ( ln ∣ x a + 1 ∣ − ln ∣ x a − 1 ∣ ) + C \int \frac{1}{x^2-a^2}dx=-\frac{1}{2a}\left(\ln \left|\frac{x}{a}+1\right|-\ln \left|\frac{x}{a}-1\right|\right)+C ∫ x 2 − a 2 1 d x = − 2 a 1 ( ln ∣ ∣ a x + 1 ∣ ∣ − ln ∣ ∣ a x − 1 ∣ ∣ ) + C
∫ 1 a 2 − x 2 d x = arcsin ( x a ) + C \int \frac{1}{\sqrt{a^2-x^2}}dx=\arcsin \left(\frac{x}{a}\right)+C ∫ a 2 − x 2 1 d x = arcsin ( a x ) + C
∫ a 2 − x 2 d x = 1 2 a 2 ( arcsin ( x a ) + 1 2 sin ( 2 arcsin ( x a ) ) ) + C \int \sqrt{a^2-x^2}dx=\frac{1}{2}a^2\left(\arcsin \left(\frac{x}{a}\right)+\frac{1}{2}\sin \left(2\arcsin \left(\frac{x}{a}\right)\right)\right)+C ∫ a 2 − x 2 d x = 2 1 a 2 ( arcsin ( a x ) + 2 1 sin ( 2 arcsin ( a x ) ) ) + C
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