Question Number 66337 by mathmax by abdo last updated on 12/Aug/19
$${calculate}\:\int_{−\mathrm{7}} ^{−\mathrm{3}} \:\:\frac{\left({x}−\mathrm{1}\right){dx}}{\:\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}}} \\ $$
Commented by Prithwish sen last updated on 13/Aug/19
$$\mathrm{lim}_{\epsilon\rightarrow−\mathrm{3}} \int_{−\mathrm{7}} ^{\epsilon} \frac{\sqrt{\mathrm{x}−\mathrm{1}}}{\:\sqrt{\mathrm{x}+\mathrm{3}}}\:\mathrm{dx} \\ $$$$=\:\mathrm{lim}_{\epsilon\rightarrow−\mathrm{3}} \:\left[\sqrt{\left(\mathrm{x}−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{x}+\mathrm{3}\right)\:}−\mathrm{4ln}\mid\sqrt{\mathrm{x}+\mathrm{3}}+\sqrt{\mathrm{x}−\mathrm{1}}\mid\right]_{−\mathrm{7}} ^{\epsilon} \\ $$$$=\mathrm{4ln}\mid\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{2}}\mid−\mathrm{4}\sqrt{\mathrm{2}}\:\:\mathrm{please}\:\mathrm{check}. \\ $$
Commented by mathmax by abdo last updated on 13/Aug/19
$${let}\:{I}\:=\int_{−\mathrm{7}} ^{−\mathrm{3}} \:\:\frac{{x}−\mathrm{1}}{\:\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}}}{dx}\:\:{we}\:{have} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}\:={x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}−\mathrm{4}\:=\left({x}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{4}\:=\left({x}+\mathrm{1}−\mathrm{2}\right)\left({x}+\mathrm{1}+\mathrm{2}\right) \\ $$$$=\left({x}−\mathrm{1}\right)\left({x}+\mathrm{3}\right)\:\Rightarrow\:{I}\:=\int_{−\mathrm{7}} ^{−\mathrm{3}} \:\frac{{x}−\mathrm{1}}{\:\sqrt{\left({x}−\mathrm{1}\right)\left({x}+\mathrm{3}\right)}}{dx} \\ $$$$=\int_{−\mathrm{7}} ^{−\mathrm{3}} \:\frac{{x}−\mathrm{1}}{\:\sqrt{\left(\mathrm{1}−{x}\right)\left(−{x}−\mathrm{3}\right)}}{dx}\:\:=−\int_{−\mathrm{7}} ^{−\mathrm{3}} \:\frac{\left.\sqrt{\mathrm{1}−{x}}\right)^{\mathrm{2}} }{\:\sqrt{\mathrm{1}−{x}}\sqrt{−{x}−\mathrm{3}}}{dx} \\ $$$$=−\int_{−\mathrm{7}} ^{−\mathrm{3}} \:\:\:\frac{\sqrt{\mathrm{1}−{x}}}{\:\sqrt{−{x}−\mathrm{3}}}\:{dx}\:\:{we}\:{use}\:{the}\:{changement}\:\sqrt{−{x}−\mathrm{3}}={t}\:\Rightarrow \\ $$$$−{x}−\mathrm{3}={t}^{\mathrm{2}} \:\Rightarrow−{x}\:=\mathrm{3}+{t}^{\mathrm{2}} \:\Rightarrow{x}\:=−\mathrm{3}−{t}^{\mathrm{2}} \:\Rightarrow \\ $$$${I}\:=−\int_{\mathrm{2}} ^{\mathrm{0}} \:\frac{\sqrt{\mathrm{1}+\mathrm{3}+{t}^{\mathrm{2}} }}{{t}}\left(−\mathrm{2}{t}\right){dt}\:=−\mathrm{2}\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{2}} \sqrt{{t}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{4}}\:{dt} \\ $$$$=_{{t}=\mathrm{2}{sh}\left({u}\right)} \:\:\:−\mathrm{2}\int_{\mathrm{0}} ^{{ln}\left(\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{2}}\right)} \mathrm{2}{ch}\left({t}\right)\left(\mathrm{2}{ch}\left({t}\right){dt}\:=−\mathrm{8}\:\int_{\mathrm{0}} ^{{ln}\left(\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{2}}\right)} \:\frac{{ch}\left(\mathrm{2}{t}\right)−\mathrm{1}}{\mathrm{2}}{dt}\right. \\ $$$$=−\mathrm{4}\:\int_{\mathrm{0}} ^{{ln}\left(\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{2}}\right)} \left({ch}\left(\mathrm{2}{t}\right)−\mathrm{1}\right){dt}=\mathrm{4}{ln}\left(\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{2}}\right)−\mathrm{4}\left[\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}{sh}\left(\mathrm{2}{t}\right)\right]_{\mathrm{0}} ^{{ln}\left(\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{2}}\right)} \\ $$$$=\mathrm{4}{ln}\left(\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{2}}\right)−\mathrm{2}\left[\frac{{e}^{\mathrm{2}{t}} −{e}^{−\mathrm{2}{t}} }{\mathrm{2}}\right]_{\mathrm{0}} ^{{ln}\left(\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{2}}\right)} \:\Rightarrow \\ $$$${I}\:=\mathrm{4}{ln}\left(\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{2}}\right)−\left\{\left(\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}} −\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}} }\right\} \\ $$$$ \\ $$