Question Number 57229 by maxmathsup by imad last updated on 31/Mar/19
$${give}\:\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \:\frac{{x}^{\mathrm{5}} }{{x}^{\mathrm{3}} \:+\mathrm{1}}\:{dx}\:{at}\:{form}\:{of}\:{serie} \\ $$
Commented by maxmathsup by imad last updated on 01/Apr/19
$${let}\:{I}\:=\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \:\frac{{x}^{\mathrm{5}} }{{x}^{\mathrm{3}} \:+\mathrm{1}}\:{dx}\:\:\:\Rightarrow{I}\:=\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} {x}^{\mathrm{5}} \left(\sum_{{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\left(−{x}\right)^{\mathrm{3}{n}} \right){dx}\:=\sum_{{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} \:\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \:{x}^{\mathrm{3}{n}+\mathrm{5}} {dx} \\ $$$$=\sum_{{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} \:\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}{n}+\mathrm{6}}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\:\sum_{{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} }{{n}+\mathrm{2}} \\ $$$${let}\:{find}\:{the}\:{value}\:{of}\:{I}\:\:{we}\:{have}\:\sum_{{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} }{{n}+\mathrm{2}}\:=_{{n}+\mathrm{2}={p}} \:\sum_{{p}=\mathrm{2}} ^{\infty} \:\:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{p}−\mathrm{2}} }{{p}} \\ $$$$=\sum_{{p}=\mathrm{2}} ^{\infty} \:\:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{p}} }{{p}}\:=\sum_{{p}=\mathrm{1}} ^{\infty} \:\:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{p}} }{{p}}\:+\mathrm{1}\:=−{ln}\left(\mathrm{2}\right)\:+\mathrm{1}\:\Rightarrow{I}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\left(\mathrm{1}−{ln}\left(\mathrm{2}\right)\right) \\ $$
Answered by tanmay.chaudhury50@gmail.com last updated on 01/Apr/19
$${t}=\mathrm{1}+{x}^{\mathrm{3}} \\ $$$${dt}=\mathrm{3}{x}^{\mathrm{2}} {dx}\rightarrow\frac{{dt}}{\mathrm{3}}={x}^{\mathrm{2}} {dx} \\ $$$$\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{{x}^{\mathrm{3}} ×{x}^{\mathrm{2}} {dx}}{\mathrm{1}+{x}^{\mathrm{3}} } \\ $$$$\int_{\mathrm{1}} ^{\mathrm{2}} \frac{{t}−\mathrm{1}}{{t}}×\frac{{dt}}{\mathrm{3}} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\int_{\mathrm{1}} ^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{{t}}\right){dt} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\mid{t}−{lnt}\mid_{\mathrm{1}} ^{\mathrm{2}} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\left\{\left(\mathrm{2}−\mathrm{1}\right)−\left({ln}\mathrm{2}−{ln}\mathrm{1}\right)\right\} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\left\{\mathrm{1}−{ln}\mathrm{2}\right) \\ $$