Apa yang tidak terpisahkan dari sqrt (9-x ^ 2)?

Apa yang tidak terpisahkan dari sqrt (9-x ^ 2)?
Anonim

Setiap kali saya melihat fungsi semacam ini, saya mengenali (dengan banyak berlatih) bahwa Anda harus menggunakan substitusi khusus di sini:

#int sqrt (9-x ^ 2) dx #

#x = 3sin (u) #

Ini mungkin terlihat seperti substitusi aneh, tetapi Anda akan melihat mengapa kami melakukan ini.

#dx = 3cos (u) du #

Ganti everyhting dalam integral:

#int sqrt (9- (3sin (u)) ^ 2) * 3cos (u) du #

Kita bisa mengeluarkan 3 dari integral:

# 3 * int sqrt (9- (3sin (u)) ^ 2) * cos (u) du #

# 3 * int sqrt (9-9sin ^ 2 (u)) * cos (u) du #

Anda dapat memperhitungkan 9 faktor:

# 3 * int sqrt (9 (1-sin ^ 2 (u))) * cos (u) du #

# 3 * 3dalam sqrt (1-sin ^ 2 (u)) * cos (u) du #

Kami tahu identitasnya: # cos ^ 2x + sin ^ 2x = 1 #

Jika kita selesaikan # cosx #, kita mendapatkan:

# cos ^ 2x = 1-sin ^ 2x #

#cosx = sqrt (1-sin ^ 2x) #

Ini persis seperti yang kita lihat di integral, jadi kita bisa menggantinya:

# 9 int cos ^ 2 (u) du #

Anda mungkin tahu ini sebagai antiderivatif dasar, tetapi jika tidak, Anda bisa mengetahuinya seperti:

Kami menggunakan identitas: # cos ^ 2 (u) = (1 + cos (2u)) / 2 #

# 9 int (1 + cos (2u)) / 2 du #

# 9/2 int 1 + cos (2u) du #

# 9/2 (int 1du + int cos (2u) du) #

# 9/2 (u + 1 / 2sin (2u)) + C # (Anda dapat mengatasi ini dengan substitusi)

# 9/2 u + 9/4 sin (2u) + C #

Sekarang, yang harus kita lakukan hanyalah meletakkan # u # ke dalam fungsi. Mari kita lihat kembali bagaimana kita mendefinisikannya:

#x = 3sin (u) #

# x / 3 = sin (u) #

Mendapatkan # u # dari ini, Anda perlu mengambil fungsi kebalikan dari #dosa# di kedua sisi, ini # arcsin #:

#arcsin (x / 3) = arcsin (sin (u)) #

#arcsin (x / 3) = u #

Sekarang kita perlu memasukkannya ke dalam solusi kami:

# 9/2 arcsin (x / 3) + 9/4 sin (2arcsin (x / 3)) + C #

Ini adalah solusi terakhir.