Question Number 122927 by bemath last updated on 21/Nov/20
Commented by liberty last updated on 21/Nov/20
$$\mu\left({x}\right)=\int\:\sqrt{\frac{\mathrm{1}−\sqrt{{x}}}{\mathrm{1}+\sqrt{{x}}}}\:{dx}\: \\ $$$$\:\left[\:{let}\:\sqrt{{x}}\:=\:\mathrm{sin}\:{z}\:\Rightarrow\:{dx}\:=\:\mathrm{sin}\:\mathrm{2}{z}\:{dz}\:\right] \\ $$$$\mu\left({x}\right)=\int\:\sqrt{\frac{\mathrm{1}−\mathrm{sin}\:{z}}{\mathrm{1}+\mathrm{sin}\:{z}}}\:\left(\mathrm{sin}\:\mathrm{2}{z}\:{dz}\:\right)\: \\ $$$$\mu\left({x}\right)=\int\:\frac{\sqrt{\left(\mathrm{1}−\mathrm{sin}\:{z}\right)^{\mathrm{2}} }}{\mathrm{cos}\:{z}}\:\left(\mathrm{2sin}\:{z}\:\mathrm{cos}\:{z}\:\right)\:{dz} \\ $$$$\mu\left({x}\right)=\:\int\:\mathrm{2sin}\:{z}\left(\mathrm{1}−\mathrm{sin}\:{z}\right)\:{dz}\: \\ $$$$\mu\left({x}\right)=\int\left(\mathrm{2sin}\:{z}−\mathrm{2}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}−\mathrm{cos}\:\mathrm{2}{z}\right)\right){dz} \\ $$$$\mu\left({x}\right)=−\mathrm{2cos}\:{z}−{z}+\mathrm{sin}\:\mathrm{2}{z}\:+\:{c} \\ $$$$\mu\left({x}\right)=\mathrm{2cos}\:{z}\left(\mathrm{sin}\:{z}−\mathrm{1}\right)−{z}\:+\:{c} \\ $$$$\mu\left({x}\right)=\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{1}−{x}}\:\left(\sqrt{{x}}\:−\mathrm{1}\right)−\mathrm{sin}^{−\mathrm{1}} \sqrt{{x}}\:+\:{c} \\ $$
Answered by MJS_new last updated on 21/Nov/20
$$\mathrm{we}\:\mathrm{had}\:\mathrm{this}\:\mathrm{a}\:\mathrm{few}\:\mathrm{days}\:\mathrm{ago}\:\mathrm{but}\:\mathrm{I}\:\mathrm{can}'\mathrm{t}\:\mathrm{find} \\ $$$$\mathrm{the}\:\mathrm{old}\:\mathrm{post} \\ $$$$\mathrm{simply}\:\mathrm{let}\:{t}=\sqrt{\frac{\mathrm{1}−\sqrt{{x}}}{\mathrm{1}+\sqrt{{x}}}}\:\Leftrightarrow\:{x}=\frac{\left({t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }{\left({t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }\wedge{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\leqslant\mathrm{0} \\ $$$$\rightarrow\:{dx}=−\mathrm{2}\sqrt{{x}}\sqrt{\mathrm{1}−\sqrt{{x}}}\left(\mathrm{1}+\sqrt{{x}}\right)^{\mathrm{3}/\mathrm{2}} {dt} \\ $$$$\mathrm{the}\:\mathrm{integral}\:\mathrm{now}\:\mathrm{becomes} \\ $$$$\mathrm{8}\int\frac{{t}^{\mathrm{2}} \left({t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)}{\left({t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)^{\mathrm{3}} }{dt} \\ $$$$\mathrm{and}\:\mathrm{this}\:\mathrm{is}\:“\mathrm{easy}''\:\mathrm{to}\:\mathrm{solve}.\:\mathrm{I}\:\mathrm{get} \\ $$$$\mathrm{2arctan}\:{t}\:−\frac{\mathrm{2}{t}\left(\mathrm{3}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)}{\left({t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }= \\ $$$$=\left(\sqrt{{x}}−\mathrm{2}\right)\sqrt{\mathrm{1}−{x}}+\mathrm{2arctan}\:\sqrt{\frac{\mathrm{1}−\sqrt{{x}}}{\mathrm{1}+\sqrt{{x}}}}\:+{C}= \\ $$$$=\left(\sqrt{{x}}−\mathrm{2}\right)\sqrt{\mathrm{1}−{x}}+\mathrm{arccos}\:\sqrt{{x}}\:+{C} \\ $$