Question Number 85701 by jagoll last updated on 24/Mar/20
$$\int\:\frac{\sqrt{\mathrm{3x}−\mathrm{1}}}{\:\sqrt{\mathrm{2x}+\mathrm{1}}}\:\mathrm{dx}\: \\ $$
Commented by john santu last updated on 24/Mar/20
$${let}\:{t}\:=\:\sqrt{\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}\:\Rightarrow\:{x}\:=\:\frac{{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\int\:\frac{\sqrt{\frac{\mathrm{3}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}}{\mathrm{2}}−\mathrm{1}}}{{t}}×{t}\:{dt}\:=\: \\ $$$$\int\:\sqrt{\frac{\mathrm{3}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{5}}{\mathrm{2}}}\:{dt}\:=\: \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}\:}\int\:\sqrt{\mathrm{3}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{5}}\:{dt}\:= \\ $$$$\left[\:\sqrt{\mathrm{3}}\:{t}=\sqrt{\mathrm{5}}\:\mathrm{sec}\:{u}\:\right] \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}\:}\int\:\sqrt{\mathrm{5tan}\:^{\mathrm{2}} {u}}\:×\frac{\sqrt{\mathrm{5}}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}}\:\mathrm{sec}\:{u}\:\mathrm{tan}\:{u}\:{du}\:= \\ $$$$\frac{\mathrm{5}}{\:\sqrt{\mathrm{6}}}\:\int\:\mathrm{tan}\:^{\mathrm{2}} {u}\:\mathrm{sec}\:{u}\:{du}\:= \\ $$$$\frac{\mathrm{5}}{\:\sqrt{\mathrm{6}}\:}\left[\int\mathrm{sec}\:^{\mathrm{3}} {u}\:{du}−\mathrm{ln}\:\mid\mathrm{sec}\:{u}+\mathrm{tan}\:{u}\mid\:+{c}\:\right. \\ $$$$\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{6}}}\:\mathrm{sec}\:{u}\mathrm{tan}\:{u}−\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{6}}}\:\mathrm{ln}\mid\mathrm{sec}\:{u}+\mathrm{tan}\:{u}\mid+{c} \\ $$$$\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{6}}\:}.\frac{\sqrt{\mathrm{3}}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\:{t}\:\frac{\sqrt{\mathrm{3}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{5}}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\:−\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{6}}}\:\mathrm{ln}\:\mid\frac{\sqrt{\mathrm{3}}\:{t}+\sqrt{\mathrm{3}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{5}}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\mid\:+{c} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}}}\:\sqrt{\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}\:\sqrt{\mathrm{6}{x}−\mathrm{2}}\:−\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{6}}}\:\mathrm{ln}\:\mid\frac{\sqrt{\mathrm{6}{x}+\mathrm{3}}+\sqrt{\mathrm{6}{x}−\mathrm{2}}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\mid\:+{c} \\ $$
Commented by mathmax by abdo last updated on 24/Mar/20
$${I}\:=\int\sqrt{\frac{\mathrm{3}{x}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}}{dx}\:\:{changement}\:\sqrt{\frac{\mathrm{3}{x}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}}={t}\:{give} \\ $$$$\frac{\mathrm{3}{x}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}\:={t}^{\mathrm{2}} \:\Rightarrow\mathrm{3}{x}−\mathrm{1}\:=\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} {x}+{t}^{\mathrm{2}} \:\Rightarrow\left(\mathrm{3}−\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} \right){x}\:={t}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}\:\Rightarrow \\ $$$${x}=\frac{{t}^{\mathrm{2}\:} +\mathrm{1}}{\mathrm{3}−\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} }\:\Rightarrow{dx}\:=\frac{\mathrm{2}{t}\left(\mathrm{3}−\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} \right)−\left({t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)\left(−\mathrm{4}{t}\right)}{\left(\mathrm{3}−\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} \right)^{\mathrm{2}} }{dt} \\ $$$$=\frac{\mathrm{6}{t}−\mathrm{4}{t}^{\mathrm{3}} +\mathrm{4}{t}^{\mathrm{3}} +\mathrm{4}{t}}{\left(\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}\right)^{\mathrm{2}} }{dt}\:=\frac{\mathrm{10}{t}}{\left(\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}\right)^{\mathrm{2}} }{dt}\:\Rightarrow{I}\:=\int{t}×\frac{\mathrm{10}{t}}{\left(\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}\right)^{\mathrm{2}} }{dt} \\ $$$$=\mathrm{5}\:\int\:\:\:\frac{\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}+\mathrm{3}}{\left(\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}\right)^{\mathrm{2}} }{dt}\:=\mathrm{5}\:\int\:\:\frac{{dt}}{\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}}\:+\mathrm{15}\:\int\:\:\frac{{dt}}{\left(\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}\right)^{\mathrm{2}} }\:\:{we}\:{have} \\ $$$$\int\:\:\frac{{dt}}{\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int\:\:\frac{{dt}}{{t}^{\mathrm{2}} −\left(\sqrt{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}}\right)^{\mathrm{2}} }\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}×\mathrm{2}\sqrt{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}}}\int\left(\frac{\mathrm{1}}{{t}−\sqrt{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}}}−\frac{\mathrm{1}}{{t}+\sqrt{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}}}\right) \\ $$$$=\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{4}\sqrt{\mathrm{3}}}{ln}\mid\frac{{t}−\sqrt{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}}}{{t}+\sqrt{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}}}\mid\:+{c}_{\mathrm{0}} \\ $$$$\int\:\:\:\frac{{dt}}{\left(\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}\right)^{\mathrm{2}} }\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\int\:\:\frac{{dt}}{\left({t}−\sqrt{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}}\right)^{\mathrm{2}} \left({t}+\sqrt{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$$=\frac{{a}}{{t}−\sqrt{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}}}\:+\frac{{b}}{\left({t}−\sqrt{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}}\right)^{\mathrm{2}} }\:+\frac{{c}}{{t}+\sqrt{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}}}\:+\frac{{d}}{\left({t}+\sqrt{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}}\right)^{\mathrm{2}} }={F}\left({t}\right) \\ $$$$\Rightarrow\int\:{F}\left({t}\right){dt}\:={aln}\mid{t}−\sqrt{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}}\mid−\frac{{b}}{{t}−\sqrt{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}}}\:+{cln}\mid{t}+\sqrt{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}}\mid−\frac{{d}}{{t}+\sqrt{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}}} \\ $$$${with}\:{t}=\sqrt{\frac{\mathrm{3}{x}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}}\:{rest}\:{calculus}\:{of}\:{coefficient}\:…{be}\:{continued}… \\ $$
Commented by john santu last updated on 24/Mar/20
$${wrong}?\:{where}? \\ $$
Answered by MJS last updated on 24/Mar/20
$$\int\frac{\sqrt{\mathrm{3}{x}−\mathrm{1}}}{\:\sqrt{\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}}{dx}= \\ $$$$\:\:\:\:\:\left[{t}=\frac{\sqrt{\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}}{\:\sqrt{\mathrm{3}{x}−\mathrm{1}}}\:\rightarrow\:{dx}=−\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{5}}\sqrt{\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}\sqrt{\left(\mathrm{3}{x}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{3}} }{dt}\right] \\ $$$$=−\frac{\mathrm{10}}{\mathrm{9}}\int\frac{{dt}}{\left({t}^{\mathrm{2}} −\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{2}} }= \\ $$$$\:\:\:\:\:\left[\mathrm{Ostrogradski}'\mathrm{s}\:\mathrm{Method}\right] \\ $$$$=\frac{\mathrm{5}{t}}{\mathrm{6}\left({t}^{\mathrm{2}} −\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}\right)}+\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{6}}\int\frac{{dt}}{{t}^{\mathrm{2}} −\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}}= \\ $$$$=\frac{\mathrm{5}{t}}{\mathrm{6}\left({t}^{\mathrm{2}} −\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}\right)}+\frac{\mathrm{5}\sqrt{\mathrm{6}}}{\mathrm{24}}\mathrm{ln}\:\frac{\mathrm{3}{t}−\sqrt{\mathrm{6}}}{\mathrm{3}{t}+\sqrt{\mathrm{6}}}\:= \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\sqrt{\mathrm{3}{x}−\mathrm{1}}\sqrt{\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}+\frac{\mathrm{5}\sqrt{\mathrm{6}}}{\mathrm{24}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{6}{x}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}−\sqrt{\mathrm{3}{x}−\mathrm{1}}\sqrt{\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}\right)\:+{C} \\ $$
Commented by MJS last updated on 24/Mar/20
$$\mathrm{sorry}\:\mathrm{your}\:\mathrm{solution}\:\mathrm{is}\:\mathrm{ok},\:\mathrm{I}\:\mathrm{made}\:\mathrm{a}\:\mathrm{mistake} \\ $$$$\mathrm{while}\:\mathrm{going}\:\mathrm{through}\:\mathrm{it}. \\ $$
Commented by john santu last updated on 24/Mar/20
$${the}\:{results}\:{of}\:{an}\:{integral}\: \\ $$$${can}\:{be}\:{different}\:{from}\:{one}\: \\ $$$${another}\:{because}\:{of}\:{different} \\ $$$${method}\:.\:{but}\:{they}\:{are}\:{true}\:{as} \\ $$$${a}\:{solution} \\ $$
Commented by john santu last updated on 24/Mar/20
$${for}\:{example}\: \\ $$$$\int\:\mathrm{sin}\:{x}\:\mathrm{cos}\:{x}\:{dx}\:=\:\int\:\mathrm{sin}\:{x}\:{d}\left(\mathrm{sin}\:{x}\right) \\ $$$$=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{sin}\:^{\mathrm{2}} {x}\:+\:{c} \\ $$$$\int\:\mathrm{sin}\:{x}\:\mathrm{cos}\:{x}\:{dx}\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int\:\mathrm{sin}\:\mathrm{2}{x}\:{dx} \\ $$$$=\:−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\:\mathrm{cos}\:\mathrm{2}{x}\:+\:{c} \\ $$
Commented by john santu last updated on 24/Mar/20
$${thank}\:{you}\:{mister} \\ $$