Question Number 131969 by mnjuly1970 last updated on 10/Feb/21
$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:…\:{math}\:\:{analysis}… \\ $$$$\:\:\:\:\phi=\:\:\int_{−\infty} ^{\:+\infty} \frac{{xsin}\left({x}\right)}{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}+\mathrm{2}}{dx}=? \\ $$$$\:\:\:\:\:\phi=\int_{−\infty} ^{\:+\infty} \frac{{xsin}\left({x}\right)}{\left({x}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{dx} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\overset{{x}+\mathrm{1}={t}} {=}\int_{−\infty} ^{\:+\infty} \frac{\left({t}−\mathrm{1}\right){sin}\left({t}−\mathrm{1}\right)}{{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{dt} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:=\int_{−\infty} ^{\:+\infty} \frac{{tsin}\left({t}\right){cos}\left(\mathrm{1}\right)−{tcos}\left({t}\right){sin}\left(\mathrm{1}\right)−{sin}\left({t}\right){cos}\left(\mathrm{1}\right)+{cos}\left({t}\right){sin}\left(\mathrm{1}\right)}{{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{dt} \\ $$$$=\mathrm{2}{cos}\left(\mathrm{1}\right)\int_{\mathrm{0}} ^{\:\infty} \frac{{tsin}\left({t}\right)}{{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{dt}+\mathrm{2}{sin}\left(\mathrm{1}\right)\int_{\mathrm{0}} ^{\:\infty} \frac{{cos}\left({t}\right)}{{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{dt} \\ $$$$=\mathrm{2}{cos}\left(\mathrm{1}\right).\frac{\pi}{\mathrm{2}{e}}+\mathrm{2}{sin}\left(\mathrm{1}\right).\frac{\pi}{\mathrm{2}{e}} \\ $$$$\:=\frac{\pi}{{e}}\left({cos}\left(\mathrm{1}\right)+{sin}\left(\mathrm{1}\right)\right)…. \\ $$$$\:\:\: \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 10/Feb/21
$$\mathrm{another}\:\mathrm{way}\:\:\Phi=\int_{−\infty} ^{+\infty} \:\frac{\mathrm{xsinx}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{2x}+\mathrm{2}}\:\Rightarrow\Phi=\mathrm{Im}\left(\int_{−\infty} ^{+\infty} \:\:\:\frac{\mathrm{xe}^{\mathrm{ix}} }{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{2x}+\mathrm{2}}\right) \\ $$$$\mathrm{let}\:\varphi\left(\mathrm{z}\right)=\frac{\mathrm{ze}^{\mathrm{iz}} }{\mathrm{z}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{2z}+\mathrm{2}}\:\:,\mathrm{poles}\:\mathrm{of}\:\varphi \\ $$$$\mathrm{z}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{2z}+\mathrm{2}=\mathrm{0}\:\rightarrow\Delta^{'} \:=−\mathrm{1}\:\Rightarrow\mathrm{z}_{\mathrm{1}} =−\mathrm{1}+\mathrm{i}\:\mathrm{and}\:\mathrm{z}_{\mathrm{2}} =−\mathrm{1}−\mathrm{i} \\ $$$$\mathrm{and}\:\int_{−\infty} ^{+\infty} \:\varphi\left(\mathrm{z}\right)\mathrm{dz}\:=\mathrm{2i}\pi\:\mathrm{Res}\left(\varphi,\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \right)\:\:\mathrm{but}\:\varphi\left(\mathrm{z}\right)=\frac{\mathrm{ze}^{\mathrm{iz}} }{\left(\mathrm{z}−\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \right)\left(\mathrm{z}−\mathrm{z}_{\mathrm{2}} \right)} \\ $$$$\mathrm{Res}\left(\varphi,\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \right)=\mathrm{lim}_{\mathrm{z}\rightarrow\mathrm{z}_{\mathrm{1}} } \:\:\left(\mathrm{z}−\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \right)\varphi\left(\mathrm{z}\right)=\mathrm{lim}_{\mathrm{z}\rightarrow\mathrm{z}_{\mathrm{1}} } \:\:\:\frac{\mathrm{ze}^{\mathrm{iz}} }{\mathrm{z}−\mathrm{z}_{\mathrm{2}} }\:\:\:=\frac{\mathrm{z}_{\mathrm{1}} \mathrm{e}^{\mathrm{iz}_{\mathrm{1}} } }{\mathrm{z}_{\mathrm{1}} −\mathrm{z}_{\mathrm{2}} } \\ $$$$=\frac{\left(−\mathrm{1}+\mathrm{i}\right)\mathrm{e}^{\mathrm{i}\left(−\mathrm{1}+\mathrm{i}\right)} }{\mathrm{2i}}\:=\frac{\left(\left(−\mathrm{1}+\mathrm{i}\right)\mathrm{e}^{−\mathrm{i}−\mathrm{1}} \right.}{\mathrm{2i}}\:=\frac{\mathrm{e}^{−\mathrm{1}} \left(−\mathrm{1}+\mathrm{i}\right)\left(\mathrm{cos1}−\mathrm{isin1}\right)}{\mathrm{2i}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{e}^{−\mathrm{1}} }{\mathrm{2i}}\left\{−\mathrm{cos1}+\mathrm{isin1}\:+\mathrm{icos1}+\mathrm{sin1}\right\}\:\Rightarrow \\ $$$$\int_{−\infty} ^{+\infty} \varphi\left(\mathrm{z}\right)\mathrm{dz}\:=\mathrm{2i}\pi.\frac{\mathrm{e}^{−\mathrm{1}} }{\mathrm{2i}}\left\{\mathrm{sin1}−\mathrm{cos1}\:+\mathrm{i}\left(\mathrm{cos1}+\mathrm{sin1}\right)\right\}\:\Rightarrow \\ $$$$\Phi=\frac{\pi}{\mathrm{e}}\left(\mathrm{cos}\left(\mathrm{1}\right)+\mathrm{sin}\left(\mathrm{1}\right)\right) \\ $$