回答:
#1 / 2arctan(x-1)+(x-1)/(2(x ^ 2-2x + 2))+ c#
说明:
所以这里我们有积分:
#int 1 /(x ^ 2-2x + 2)^ 2 dx#
并且二次倒数的形式似乎表明三角替换在这里起作用。所以首先完成广场得到:
#x ^ 2-2x + 2 =(x-1)^ 2 + 1#
然后应用替换 #u = x-1# 删除线性:
#(du)/ dx = 1#
#rArr du = dx#
因此,我们可以安全地更改变量,没有不必要的副作用:
#int 1 /(x ^ 2-2x + 2)^ 2 dx#
#= int 1 /((x-1)^ 2 +1)^ 2 dx#
# - = int 1 /(u ^ 2 + 1)^ 2 du#
现在,这是执行三角替换的理想形式; #u ^ 2 + 1# 提出了毕达哥拉斯的身份 #1 + tan ^ 2theta = sec ^ 2theta#,所以我们应用替代 #u = tantheta# 简化分母:
#(du)/(d theta)= sec ^ 2 theta#
#rArr du = sec ^ 2 theta d theta#
所以积分变成:
#int 1 /(sec ^ 2 theta)^ 2 * sec ^ 2 theta d theta#
#= int 1 /(sec ^ 2 theta)d theta#
# - = int cos ^ 2 theta d theta#
现在,我们使用双角度公式 #COS# 使这种反衍生物更易于管理:
#cos(2theta)= 2cos ^ 2 theta - 1#
#hArr cos ^ 2 theta = 1/2(cos(2 theta)+ 1)#
然后把它放入积分:
#1/2 int cos(2 theta)+ 1 d theta#
#= 1/2(theta + 1/2 sin(2 theta))+ c# (并用双角公式重新打开它 #罪#)
#= 1/2 theta + 1 / 2sinthetacostheta + c#
现在, #x-1 = u = tan theta#
#rArr theta = arctan(x-1)#
#1 +(x-1)^ 2 = sec ^ 2 theta#
#rArr cos theta = 1 / sqrt(x ^ 2 - 2x +2)#
#sin theta = tan theta * cos theta#
#rArr sin theta =(x-1)/(sqrt(x ^ 2 + 2x + 2)#
#:. sintheta * costheta =(x-1)/(x ^ 2-2x + 2)#
最后,谈到这一点:
#int 1 /(x ^ 2-2x + 2)^ 2 dx#
#= 1 / 2arctan(x-1)+(x-1)/(2(x ^ 2-2x + 2))+ c#