Question Number 122205 by mathmax by abdo last updated on 14/Nov/20
$$\mathrm{find}\:\int\:\:\frac{\mathrm{dx}}{\mathrm{x}\left(\mathrm{x}+\mathrm{1}\right)\sqrt{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{x}}} \\ $$
Commented by liberty last updated on 15/Nov/20
$$\:\int\:\frac{\mathrm{dx}}{\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{x}\right)^{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}} }\:=\:\int\:\frac{\mathrm{dx}}{\mathrm{x}^{\mathrm{3}} \left(\mathrm{1}+\mathrm{x}^{−\mathrm{1}} \right)^{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}} } \\ $$$$\:=\:\int\:\frac{\mathrm{x}^{−\mathrm{2}} \mathrm{dx}}{\mathrm{x}\left(\mathrm{1}+\mathrm{x}^{−\mathrm{1}} \right)^{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}} }\:;\:\left[\:\mathrm{u}^{\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}} \:=\:\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}}\:\right] \\ $$$$\Rightarrow\:\left[\:\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}\mathrm{u}^{−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}} \:\mathrm{du}\:=\:−\mathrm{x}^{−\mathrm{2}} \:\mathrm{dx}\:\right] \\ $$$$\mathrm{J}\:=\:\int\:\left(\mathrm{u}^{\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}} −\mathrm{1}\right)\left(−\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}\mathrm{u}^{−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}} \:\mathrm{du}\right)\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{u}}\right) \\ $$$$\mathrm{J}=\:−\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}\int\:\left(\mathrm{u}^{\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}} −\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{u}^{−\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}}} \right)\:\mathrm{du} \\ $$$$\mathrm{J}=−\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}\int\:\left(\mathrm{u}^{−\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}} −\mathrm{u}^{−\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}}} \right)\:\mathrm{du}\: \\ $$$$\mathrm{J}\:=\:−\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}\left[\:\mathrm{3u}^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}} +\mathrm{3u}^{−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}} \:\right]\:+\:\mathrm{c}\: \\ $$$$\mathrm{J}\:=\:−\mathrm{2}\sqrt{\frac{\mathrm{x}+\mathrm{1}}{\mathrm{x}}}−\mathrm{2}\sqrt{\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{x}+\mathrm{1}}}\:+\:\mathrm{c}\: \\ $$$$\mathrm{J}=\:\:−\mathrm{2}\left(\frac{\mathrm{x}+\mathrm{1}+\mathrm{x}}{\:\sqrt{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{x}}}\right)+\:\mathrm{c}\:=\:−\frac{\mathrm{4x}+\mathrm{2}}{\:\sqrt{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{x}}}\:+\:\mathrm{c} \\ $$
Commented by benjo_mathlover last updated on 15/Nov/20
$${let}\:{J}\left({x}\right)=−\frac{\mathrm{4}{x}+\mathrm{2}}{\:\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}}} \\ $$$$\:\frac{{dJ}\left({x}\right)}{{dx}}\:=\:−\:\left[\:\frac{\mathrm{4}\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}}−\left(\mathrm{4}{x}+\mathrm{2}\right)\left(\frac{\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}{\mathrm{2}\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}}}\right)}{{x}^{\mathrm{2}} +{x}}\:\right] \\ $$$$\:\:\:\:\:\:=\:−\:\left[\frac{\mathrm{4}\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}}−\frac{\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }{\:\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}}}}{{x}^{\mathrm{2}} +{x}}\:\right] \\ $$$$\:\:\:\:\:\:=\:−\:\left[\:\frac{\mathrm{4}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}{x}−\mathrm{4}{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{4}{x}−\mathrm{1}}{\left({x}^{\mathrm{2}} +{x}\right)\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}}}\:\right] \\ $$$$\:\:\:\:\:\:=\:\frac{\mathrm{1}}{{x}\left({x}+\mathrm{1}\right)\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}}} \\ $$$${correct}\:{sir}\:{Liberty}. \\ $$
Answered by TANMAY PANACEA last updated on 14/Nov/20
$$\int\frac{\left({x}+\mathrm{1}\right)−{x}}{{x}\left({x}+\mathrm{1}\right)\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}}}{dx} \\ $$$$\int\frac{{dx}}{{x}\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}}}−\int\frac{{dx}}{\left({x}+\mathrm{1}\right)\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +{x}}\:} \\ $$$${a}=\frac{\mathrm{1}}{{x}}\rightarrow{dx}=\frac{−\mathrm{1}}{{a}^{\mathrm{2}} }\:{da}\:\:\:\:\:{b}=\frac{\mathrm{1}}{{x}+\mathrm{1}}\rightarrow{dx}=−\frac{\mathrm{1}}{{b}^{\mathrm{2}} }{db} \\ $$$$\int\frac{−{da}}{{a}^{\mathrm{2}} ×\frac{\mathrm{1}}{{a}}×\sqrt{\frac{\mathrm{1}}{{a}^{\mathrm{2}} }+\frac{\mathrm{1}}{{a}}}}−\int\frac{−{db}}{{b}^{\mathrm{2}} ×\frac{\mathrm{1}}{{b}}\sqrt{\left(\frac{\mathrm{1}}{{b}}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} +\left(\frac{\mathrm{1}}{{b}}−\mathrm{1}\right)}} \\ $$$$\int\frac{−{da}}{\:\sqrt{\mathrm{1}+{a}^{\mathrm{2}} }}−\int\frac{{db}}{{b}×\sqrt{\frac{\mathrm{1}}{{b}^{\mathrm{2}} }−\frac{\mathrm{2}}{{b}}+\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{b}}−\mathrm{1}}} \\ $$$$\int\frac{−{da}}{\:\sqrt{\mathrm{1}+{a}^{\mathrm{2}} }}−\int\frac{{db}}{\:\sqrt{\mathrm{1}−{b}}} \\ $$$$\int\frac{−{da}}{\:\sqrt{\mathrm{1}+{a}^{\mathrm{2}} }}+\int\frac{{d}\left(\mathrm{1}−{b}\right)}{\:\sqrt{\mathrm{1}−{b}}} \\ $$$$−{ln}\left({a}+\sqrt{\mathrm{1}+{a}^{\mathrm{2}} }\:\right)+\frac{\left(\mathrm{1}−{b}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} }{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}}+{C} \\ $$$$−{ln}\left(\frac{\mathrm{1}}{{x}}+\sqrt{\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} }}\:+\mathrm{2}\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{{x}+\mathrm{1}}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} +{c}\right. \\ $$