Question Number 142255 by gsk2684 last updated on 28/May/21
$$\mathrm{find}\:\mathrm{the}\:\mathrm{value}\:\mathrm{of}\:\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \sqrt{\mathrm{x}^{\mathrm{4}} −\mathrm{5x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}}\:\mathrm{dx}? \\ $$$$\mathrm{solution}\:\mathrm{please}. \\ $$
Answered by mindispower last updated on 28/May/21
$${by}\:{part}=\left[{x}\sqrt{{x}^{\mathrm{4}} −\mathrm{5}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}}\right]_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} −\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{\mathrm{2}{x}^{\mathrm{4}} −\mathrm{5}{x}^{\mathrm{2}} }{\:\sqrt{{x}^{\mathrm{4}} −\mathrm{5}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}}}{dx} \\ $$$$=−\mathrm{2}\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \sqrt{{x}^{\mathrm{4}} −\mathrm{5}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}}+\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{−\mathrm{5}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{8}}{\:\sqrt{{x}^{\mathrm{4}} −\mathrm{5}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}}}{dx} \\ $$$$\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \sqrt{{x}^{\mathrm{4}} +\mathrm{5}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}}{dx}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{−\mathrm{5}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{8}}{\:\sqrt{{x}^{\mathrm{4}} −\mathrm{5}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}}}{dx} \\ $$$${x}^{\mathrm{4}} −\mathrm{5}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}=\left(\mathrm{1}−{x}^{\mathrm{2}} \right)\left(\mathrm{4}−{x}^{\mathrm{2}} \right) \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{\mathrm{5}\left(\mathrm{4}−{x}^{\mathrm{2}} \right)−\mathrm{12}}{\:\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{5}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}}}{dx} \\ $$$$=\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{3}}\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{\sqrt{\mathrm{4}−{x}^{\mathrm{2}} }}{\:\sqrt{\mathrm{1}−{x}^{\mathrm{2}} }}{dx}−\mathrm{4}\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{{dx}}{\:\sqrt{\left(\mathrm{1}−{x}^{\mathrm{2}} \right)\left(\mathrm{4}−{x}^{\mathrm{2}} \right)}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{10}}{\mathrm{3}}\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{\sqrt{\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}{x}^{\mathrm{2}} }}{\:\sqrt{\mathrm{1}−{x}^{\mathrm{2}} }}\:−\mathrm{2}\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{{dx}}{\:\sqrt{\left(\mathrm{1}−{x}^{\mathrm{2}} \right)\left(\mathrm{1}−\frac{{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{4}}\right)}} \\ $$$${E}\left({k}^{\mathrm{2}} \right)=\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{\sqrt{\mathrm{1}−{k}^{\mathrm{2}} {x}^{\mathrm{2}} }}{\:\sqrt{\mathrm{1}−{x}^{\mathrm{2}} }}{dx}\:\mathrm{2}{nd}\:{eleptic}\:{integral}\: \\ $$$${K}\left({k}^{\mathrm{2}} \right)=\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{{dx}}{\:\sqrt{\mathrm{1}−{x}^{\mathrm{2}} .\sqrt{\mathrm{1}−{k}^{\mathrm{2}} {x}^{\mathrm{2}} }}}\:\:\mathrm{1}\:{st}\:{kind}\:{eleptic}\:{integral} \\ $$$${we}\:{Get}\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{{dx}}{\:\sqrt{{x}^{\mathrm{4}} −\mathrm{5}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}}}=\:\frac{\mathrm{10}}{\mathrm{3}}{E}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\right)−\mathrm{2}{K}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\right) \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$
Commented by MJS_new last updated on 29/May/21
$$\mathrm{great}! \\ $$
Commented by mindispower last updated on 29/May/21
$${thanx}\:{sir} \\ $$
Commented by gsk2684 last updated on 31/May/21
$$\mathrm{thank}\:\mathrm{you}\: \\ $$