Question Number 159960 by tounghoungko last updated on 23/Nov/21
$$\:\:\:\:\int_{\mathrm{0}} ^{\:\mathrm{1}} \:\frac{\mathrm{3}{x}^{\mathrm{3}} −{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{4}}{\:\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}{x}+\mathrm{2}}}\:{dx}\:=?\: \\ $$
Answered by MJS_new last updated on 23/Nov/21
$$\underset{\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{1}} {\int}}\frac{\mathrm{3}{x}^{\mathrm{3}} −{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{4}}{\:\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}{x}+\mathrm{2}}}{dx}= \\ $$$$=\underset{\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{1}} {\int}}\frac{\left({x}−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{3}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}+\mathrm{4}\right)}{\:\sqrt{\left({x}−\mathrm{1}\right)\left({x}−\mathrm{2}\right)}}{dx}= \\ $$$$\:\:\:\:\:\left[{t}=\sqrt{\frac{{x}−\mathrm{1}}{{x}−\mathrm{2}}}\:\rightarrow\:{dx}=−\mathrm{2}\sqrt{\left({x}−\mathrm{1}\right)\left({x}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{3}} }{dt}\right] \\ $$$$=\mathrm{2}\underset{\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}} {\overset{\mathrm{0}} {\int}}\frac{{t}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{20}{t}^{\mathrm{4}} −\mathrm{26}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{9}\right)}{\left({t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)^{\mathrm{4}} }{dt}= \\ $$$$=−\mathrm{2}\underset{\mathrm{0}} {\overset{\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}} {\int}}\frac{{t}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{20}{t}^{\mathrm{4}} −\mathrm{26}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{9}\right)}{\left({t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)^{\mathrm{4}} }{dt}= \\ $$$$\:\:\:\:\:\left[\mathrm{Ostrogradski}'\mathrm{s}\:\mathrm{Method}\right] \\ $$$$=\left[\:\frac{{t}\left(\mathrm{185}{t}^{\mathrm{4}} −\mathrm{312}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{135}\right)}{\mathrm{8}\left({t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)^{\mathrm{3}} }\right]_{\mathrm{0}} ^{\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}} −\frac{\mathrm{135}}{\mathrm{8}}\underset{\mathrm{0}} {\overset{\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}} {\int}}\frac{{dt}}{{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}}= \\ $$$$=\left[\:\frac{{t}\left(\mathrm{185}{t}^{\mathrm{4}} −\mathrm{312}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{135}\right)}{\mathrm{8}\left({t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)^{\mathrm{3}} }−\frac{\mathrm{135}}{\mathrm{16}}\mathrm{ln}\:\frac{{t}−\mathrm{1}}{{t}+\mathrm{1}}\right]_{\mathrm{0}} ^{\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}} = \\ $$$$=−\frac{\mathrm{101}\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{8}}+\frac{\mathrm{135}}{\mathrm{8}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{2}}\right) \\ $$