Question Number 32362 by prof Abdo imad last updated on 23/Mar/18
$${calculate}\:\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\:\:\:\:\frac{{dx}}{\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{3}\right)\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{5}\right)}\:. \\ $$
Answered by Joel578 last updated on 24/Mar/18
$${I}\:=\:\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{{dx}}{\left(\mathrm{2}{x}\:+\:\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{2}{x}\:+\mathrm{3}\right)\left(\mathrm{2}{x}\:+\:\mathrm{5}\right)} \\ $$$$\:\:\:\:=\:\underset{{n}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:\left[\int_{\mathrm{0}} ^{{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{8}}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{x}\:+\:\mathrm{1}}\:−\:\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{2}{x}\:+\mathrm{3}}\:+\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{x}\:+\:\mathrm{5}}\right)\:{dx}\right] \\ $$$$\:\:\:\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{8}}\underset{{n}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:\left[\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{2}{x}\:+\:\mathrm{1}\right)\:−\:\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{2}{x}\:+\:\mathrm{3}\right)\:+\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{2}{x}\:+\:\mathrm{5}\:\right)\right]_{\mathrm{0}} ^{{n}} \: \\ $$$$\:\:\:\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{16}}\:\underset{{n}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:\left[\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{2}{x}\:+\mathrm{1}\right)\:−\:\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{2}{x}\:+\:\mathrm{3}\right)^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{2}{x}\:+\:\mathrm{5}\right)\right]_{\mathrm{0}} ^{{n}} \\ $$$$\:\:\:\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{16}}\:\underset{{n}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:\left[\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{1}\:−\:\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{4}{x}^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{12}{x}\:+\:\mathrm{9}}\right)\right]_{\mathrm{0}} ^{{n}} \\ $$$$\:\:\:\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{16}}\:\underset{{n}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:\left[\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{1}\:−\:\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{4}{n}^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{12}{n}\:+\:\mathrm{9}}\right)\:−\:\mathrm{ln}\:\left(\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{9}}\right)\right] \\ $$$$\:\:\:\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{16}}\left(\mathrm{0}\:−\:\mathrm{ln}\:\left(\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{9}}\right)\right) \\ $$$$\:\:\:\:=\:−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{16}}\:\left(\mathrm{ln}\:\mathrm{5}\:−\:\mathrm{ln}\:\mathrm{9}\right) \\ $$