Question Number 156170 by MathSh last updated on 08/Oct/21
Answered by mindispower last updated on 09/Oct/21
$${Hello}\:{sir}\:{withe}\:{resodue}\left[{theorm}\:{is}\:{diractly}\:\right. \\ $$$$\frac{{p}\left({x}\right)}{{q}\left({x}\right)}=\:{deg}\:{q}>{deg}\left({p}\right)+\mathrm{1}\:{in}\:{this}\:{case} \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$
Commented by MathSh last updated on 09/Oct/21
$$\mathrm{Hola}\:\mathrm{dear}\:\mathrm{Ser},\:\mathrm{thank}\:\mathrm{you} \\ $$$$\mathrm{how},\:\mathrm{if}\:\mathrm{possible}\:\mathrm{please} \\ $$
Answered by MJS_new last updated on 09/Oct/21
$$\int\frac{{dx}}{\left({x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}\right)\left({a}^{\mathrm{2}} {x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)}= \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{{a}^{\mathrm{4}} −{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\int\frac{{a}^{\mathrm{2}} {x}+\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}}{dx}−\frac{{a}^{\mathrm{2}} }{{a}^{\mathrm{4}} −{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\int\frac{{a}^{\mathrm{2}} {x}−{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{{a}^{\mathrm{2}} {x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{dx} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{{a}^{\mathrm{4}} −{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\int\frac{{a}^{\mathrm{2}} {x}+\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}}{dx}= \\ $$$$=\frac{{a}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}\left({a}^{\mathrm{4}} −{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)}\int\frac{\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}}{dx}−\frac{{a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}}{\mathrm{2}\left({a}^{\mathrm{4}} −{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right.}\int\frac{{dx}}{{x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}}= \\ $$$$=\frac{{a}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}\left({a}^{\mathrm{4}} −{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)}\mathrm{ln}\:\left({x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}\right)\:−\frac{\sqrt{\mathrm{3}}\left({a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}\right)}{\mathrm{3}\left({a}^{\mathrm{4}} −{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)}\mathrm{arctan}\:\frac{\sqrt{\mathrm{3}}\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}\right)}{\mathrm{3}} \\ $$$$−\frac{{a}^{\mathrm{2}} }{{a}^{\mathrm{4}} −{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\int\frac{{a}^{\mathrm{2}} {x}−{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{{a}^{\mathrm{2}} {x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{dx}= \\ $$$$=−\frac{{a}^{\mathrm{4}} }{{a}^{\mathrm{4}} −{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\int\frac{{x}}{{a}^{\mathrm{2}} {x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{dx}+\frac{{a}^{\mathrm{2}} \left({a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)}{{a}^{\mathrm{4}} −{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\int\frac{{dx}}{{a}^{\mathrm{2}} {x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}= \\ $$$$=−\frac{{a}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}\left({a}^{\mathrm{4}} −{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)}\mathrm{ln}\:\left({a}^{\mathrm{2}} {x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)\:+\frac{{a}\left({a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)}{{a}^{\mathrm{4}} −{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\mathrm{arctan}\:\left({ax}\right) \\ $$$$\mathrm{inserting}\:\mathrm{the}\:\mathrm{borders}\:\mathrm{I}\:\mathrm{get} \\ $$$$\Omega\left({a}\right)=\begin{cases}{\frac{\mathrm{1}}{{a}^{\mathrm{4}} −{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\left(\frac{\pi}{\mathrm{18}}\left(\mathrm{9}{a}^{\mathrm{3}} −\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{3}}{a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{9}{a}+\mathrm{4}\sqrt{\mathrm{3}}\right)−{a}^{\mathrm{2}} \mathrm{ln}\:{a}\right)\wedge{a}>\mathrm{0}}\\{\frac{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{9}}\pi\wedge{a}=\mathrm{0}}\\{−\frac{\mathrm{1}}{{a}^{\mathrm{4}} −{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\left(\frac{\pi}{\mathrm{18}}\left(\mathrm{9}{a}^{\mathrm{3}} +\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{3}}{a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{9}{a}−\mathrm{4}\sqrt{\mathrm{3}}\right)+{a}^{\mathrm{2}} \mathrm{ln}\:\left(−{a}\right)\right)\wedge{a}<\mathrm{0}}\end{cases} \\ $$
Commented by MathSh last updated on 09/Oct/21
$$\mathrm{Perfect}\:\mathrm{my}\:\mathrm{dear}\:\boldsymbol{\mathrm{S}}\mathrm{er},\:\mathrm{thank}\:\mathrm{you} \\ $$