回答:
#int sqrt(x ^ 2 + 4x) dx = sinh(2cosh ^ -1((x + 2)/ 2)) - 2cosh ^ -1((x + 2)/ 2)+ C#
说明:
因为只处理一个更容易 #X# 在平方根下,我们完成广场:
#x的^ 2 + 4X =(X + 2)^ 2 + K#
#x的^ 2 + 4X = X ^ 2 + 4X + 4 + K#
#K = -4#
#x的^ 2 + 4X =(X + 2)^ 2-4#
#int sqrt(x ^ 2 + 4x) dx = int sqrt((x + 2)^ 2-4) dx#
现在我们需要进行三角替换。我将使用双曲线三角函数(因为割线积分通常不是很好)。我们想使用以下标识:
#COSH ^ 2(THETA)-1 =双曲正弦^ 2(THETA)#
要做到这一点,我们想要 #(X + 2)^ 2 = 4cosh ^ 2(THETA)#。我们可以解决 #X# 得到我们需要的替代品:
#X + 2 = 2cosh(THETA)#
#X = 2cosh(THETA)-2#
相互融合 ##THETA,我们必须乘以导数 #X# 关于 ##THETA:
#dx /(d theta)= 2sinh(theta)#
#int sqrt((x + 2)^ 2-4) dx = int sqrt((2cosh(theta))^ 2-4)* 2sinh(theta) d theta =#
#= 2int sqrt(4cosh ^ 2(theta)-4)* sinh(theta) d theta = 2int sqrt(4(cosh ^ 2(theta)-1))* sinh(theta) d theta =#
#= 2 * sqrt(4)int sqrt(cosh ^ 2(theta)-1)* sinh(theta) d theta =#
现在我们可以使用身份 #COSH ^ 2(THETA)-1 =双曲正弦^ 2(THETA)#:
#= 4int sqrt(sinh ^ 2(theta))* sinh(theta) d theta = 4int sinh ^ 2(theta) d theta#
现在我们使用身份:
#双曲正弦^ 2(THETA)= 1/2(COSH(的2θ)-1)#
#4 / 2int cosh(2theta)-1 d theta = int 2cosh(2theta) d theta-2theta =#
我们可以做一个明确的替换 #2cosh(的2θ)#,但答案很明显 #sinh(的2θ)#:
#=双曲正弦(的2θ)-2theta + C#
现在我们需要撤消替换。我们可以解决 ##THETA 要得到:
#THETA = COSH ^ -1((X + 2)/ 2)#
这给出了:
#sinh(2cosh ^ -1((X + 2)/ 2)) - 2cosh ^ -1((X + 2)/ 2)+ C#