Question Number 96864 by bemath last updated on 05/Jun/20
$$\int\:\frac{\mathrm{dy}}{\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{5}−\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \right)}\:? \\ $$
Commented by bemath last updated on 05/Jun/20
$$\mathrm{thank}\:\mathrm{you}\:\mathrm{both} \\ $$
Answered by Sourav mridha last updated on 05/Jun/20
$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{5}}\left[\int\frac{\boldsymbol{{dy}}}{\boldsymbol{{y}}^{\mathrm{2}} }\:+\int\frac{\boldsymbol{{dy}}}{\left(\sqrt{\mathrm{5}}\right)^{\mathrm{2}} −\boldsymbol{{y}}^{\mathrm{2}} }\right] \\ $$$$=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{5}\boldsymbol{{y}}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{10}\sqrt{\mathrm{5}}}\boldsymbol{{ln}}\left[\frac{\sqrt{\mathrm{5}}+\boldsymbol{{y}}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}−\boldsymbol{{y}}}\right]+\boldsymbol{{c}} \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 05/Jun/20
$$\mathrm{I}\:=\int\:\frac{\mathrm{dx}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{5}−\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \right)}\:\:\mathrm{let}\:\mathrm{decompose}\:\mathrm{F}\left(\mathrm{x}\right)\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{5}−\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \right)}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \left(\sqrt{\mathrm{5}}−\mathrm{x}\right)\left(\sqrt{\mathrm{5}}+\mathrm{x}\right)} \\ $$$$\mathrm{F}\left(\mathrm{x}\right)\:=\frac{\mathrm{a}}{\mathrm{x}}\:+\frac{\mathrm{b}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }\:+\frac{\mathrm{c}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}−\mathrm{x}}\:+\frac{\mathrm{d}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}+\mathrm{x}} \\ $$$$\mathrm{b}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{5}}\:,\:\:\:\mathrm{c}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{5}\left(\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{5}}\right)}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{10}\sqrt{\mathrm{5}}}\:,\mathrm{d}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{5}\left(\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{5}}\right)}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{10}\sqrt{\mathrm{5}}}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{F}\left(\mathrm{x}\right)=\frac{\mathrm{a}}{\mathrm{x}}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{5x}^{\mathrm{2}} }\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{10}\sqrt{\mathrm{5}}\left(\sqrt{\mathrm{5}}−\mathrm{x}\right)}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{10}\sqrt{\mathrm{5}}\left(\sqrt{\mathrm{5}}+\mathrm{x}\right)} \\ $$$$\mathrm{lim}_{\mathrm{x}\rightarrow+\infty} \mathrm{xF}\left(\mathrm{x}\right)\:=\mathrm{0}\:=\mathrm{a}−\mathrm{c}\:+\mathrm{d}\:\Rightarrow\mathrm{a}\:=\mathrm{c}−\mathrm{d}\:=\mathrm{0}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{F}\left(\mathrm{x}\right)\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{5x}^{\mathrm{2}} }\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{10}\sqrt{\mathrm{5}}\left(\sqrt{\mathrm{5}}−\mathrm{x}\right)}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{10}\sqrt{\mathrm{5}}\left(\sqrt{\mathrm{5}}+\mathrm{x}\right)}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{I}\:=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{5x}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{10}\sqrt{\mathrm{5}}}\mathrm{ln}\mid\mathrm{x}−\sqrt{\mathrm{5}}\mid+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{10}\sqrt{\mathrm{5}}}\mathrm{ln}\mid\mathrm{x}+\sqrt{\mathrm{5}}\mid\:+\mathrm{C} \\ $$$$=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{5x}}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{10}\sqrt{\mathrm{5}}}\mathrm{ln}\mid\frac{\mathrm{x}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{x}−\sqrt{\mathrm{5}}}\mid\:+\mathrm{C} \\ $$