Question Number 167330 by LEKOUMA last updated on 13/Mar/22
$${Calculate} \\ $$$$\int\frac{\mathrm{1}}{{x}+\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}}}{dx} \\ $$
Answered by greogoury55 last updated on 13/Mar/22
$$=\int\:\frac{\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}}−{x}}{{x}+\mathrm{1}}\:{dx}\: \\ $$$$=\int\:\frac{\sqrt{\left({x}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{4}}}−{x}}{{x}+\mathrm{1}}\:{dx} \\ $$$${K}_{\mathrm{1}} =\:\int\:\frac{\sqrt{\left({x}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{4}}}}{{x}+\mathrm{1}}\:{dx} \\ $$$$\:\left[\:{x}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}=\frac{\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}}\:\mathrm{tan}\:{t}\:\right] \\ $$$${K}_{\mathrm{1}} =\int\:\frac{\frac{\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}}\:\mathrm{sec}\:{t}\:}{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{3}}\:\mathrm{tan}\:{t}\right)}\:\frac{\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}}.\mathrm{sec}^{\mathrm{2}} {t}\:{dt} \\ $$$${K}_{\mathrm{1}} =\:\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}\int\:\frac{\mathrm{sec}\:^{\mathrm{2}} {t}}{\mathrm{cos}\:{t}+\sqrt{\mathrm{3}}\:\mathrm{sin}\:{t}}\:{dt} \\ $$$${K}_{\mathrm{1}} =\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}\:\int\:\frac{\mathrm{sec}\:^{\mathrm{2}} {t}}{\mathrm{2}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{cos}\:{t}+\frac{\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}}\:\mathrm{sin}\:{t}\right)}\:{dt} \\ $$$${K}_{\mathrm{1}} =\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{4}}\int\:\frac{\mathrm{sec}\:^{\mathrm{2}} {t}}{\mathrm{cos}\:\left({t}−\frac{\pi}{\mathrm{3}}\right)}\:{dt} \\ $$$${K}_{\mathrm{2}} =\int\:\frac{{x}}{{x}+\mathrm{1}}{dx}=\int\:\frac{\left({x}+\mathrm{1}\right)−\mathrm{1}}{{x}+\mathrm{1}}\:{dx} \\ $$$${K}_{\mathrm{2}} ={x}−\mathrm{ln}\:\mid{x}+\mathrm{1}\mid\:+{c}\:\: \\ $$
Commented by peter frank last updated on 14/Mar/22
$$\mathrm{thank}\:\mathrm{you} \\ $$
Answered by MJS_new last updated on 13/Mar/22
$$\int\frac{{dx}}{{x}+\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}}}=−\int\frac{{x}−\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}}}{{x}+\mathrm{1}}{dx}= \\ $$$$\:\:\:\:\:\left[{t}={x}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:\rightarrow\:{dx}={dt}\right] \\ $$$$=−\int\frac{\mathrm{2}{t}−\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}}}{\mathrm{2}{t}+\mathrm{1}}{dt}= \\ $$$$\:\:\:\:\:\left[{u}=\frac{\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{3}}\left(\mathrm{2}{t}+\sqrt{\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}}\right)\:\rightarrow\:{dt}=\frac{\sqrt{\mathrm{3}}\left({u}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)}{\mathrm{4}{u}^{\mathrm{2}} }\right] \\ $$$$=\frac{\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}}\int\frac{{u}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{{u}^{\mathrm{2}} \left(\sqrt{\mathrm{3}}{u}−\mathrm{1}\right)}{du}= \\ $$$$=\int\left(\frac{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{3}}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}{u}−\mathrm{1}}−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}{u}}−\frac{\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}{u}^{\mathrm{2}} }\right){du}= \\ $$$$=\mathrm{2ln}\:\left(\sqrt{\mathrm{3}}{u}−\mathrm{1}\right)\:−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}\mathrm{ln}\:{u}\:+\frac{\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}{u}}= \\ $$$$… \\ $$$$=\mathrm{2ln}\:\left({x}+\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}}\right)\:−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}+\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}}\right)\:−{x}+\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}}+{C} \\ $$