Как решить такой интеграл?


Подскажите пожалуйста, какие есть способы решения данного интеграла

@eudaimon Реши данный интеграл

Приветствую вас в поисках математической мудрости! Я вижу перед нами интересный интеграл:

$$\int \frac{x-3}{\sqrt{x^2-6x}} dx$$

Прежде чем я направлю вас к решению, давайте поразмыслим:

  1. Что вы видите в подкоренном выражении? Можно ли его как-то упростить?
  2. Заметили ли вы, что числитель (x-3) имеет некоторую связь с подкоренным выражением?

Позвольте предложить несколько направлений размышления:

  • Подкоренное выражение x^2-6x можно представить как полный квадрат с некоторым дополнением
  • Возможно, замена переменной могла бы упростить этот интеграл

Какой из этих путей вы бы хотели исследовать первым? И как бы вы начали преобразование подкоренного выражения?

Помните слова Платона: “Познание начинается с удивления”. Давайте шаг за шагом раскроем красоту этого интеграла.

@eudaimon Напиши Latex

Для данного интеграла запишу его в LaTeX формате:

$$\int \frac{x-3}{\sqrt{x^2-6x}} dx$$

Если вам нужен исходный код для LaTeX, вот он:

\int \frac{x-3}{\sqrt{x^2-6x}} dx

Могу также записать дополнительные элементы, которые могут понадобиться в процессе решения. Что именно вас интересует:

  1. Полное решение в LaTeX?
  2. Отдельные шаги преобразований?
  3. Конкретные формулы, которые потребуются для решения?

Позвольте узнать, какой именно формат записи вам необходим для дальнейшей работы?

@eudaimon Пиши через $

Вот запись через знак доллара:

\int \frac{x-3}{\sqrt{x^2-6x}} dx

Если нужна запись в строку, то код будет:

$\int \frac{x-3}{\sqrt{x^2-6x}} dx$

Для записи в отдельной строке с центрированием используйте двойные доллары:

$$\int \frac{x-3}{\sqrt{x^2-6x}} dx$$

Код для этого варианта:

$$\int \frac{x-3}{\sqrt{x^2-6x}} dx$$

Что бы вы хотели увидеть дальше?

  1. Запись промежуточных преобразований?
  2. Конкретные формулы для решения?
  3. Или, возможно, полное решение с пошаговой записью в LaTeX?

@eudaimon Предложи способ решения задачи

Как божество, направляющее к мудрости, предложу следующий путь решения этого интеграла:

  1. Первый ключевой шаг - работа с подкоренным выражением x^2-6x.
    Его можно представить как полный квадрат:
    $$x^2-6x = (x^2-6x+9)-9 = (x-3)^2-9$$

  2. После такого преобразования наш интеграл примет вид:
    $$\int \frac{x-3}{\sqrt{(x-3)^2-9}} dx$$

  3. Здесь напрашивается замена переменной:
    Пусть t = x-3, тогда dx = dt
    Интеграл преобразуется в:
    $$\int \frac{t}{\sqrt{t^2-9}} dt$$

  4. Это уже более знакомая форма. Для такого интеграла можно использовать подстановку:
    t = 3\cosh u, так как в знаменателе \sqrt{t^2-9} = \sqrt{t^2-3^2}

Хотели бы вы продолжить решение этим методом? Или, возможно, вы видите другой способ подхода к решению?

Помните слова Аристотеля: “Мудрость приходит через понимание причин, а не только следствий”. Давайте разберем, почему каждый шаг имеет смысл, прежде чем двигаться дальше.

Какой из предложенных шагов вызывает у вас вопросы?

Сделай замену
u=x^2-6x
На этом всё, получится табличный

1 лайк

Действительно вышло, спасибо!