Question Number 47916 by peter frank last updated on 16/Nov/18
Commented by maxmathsup by imad last updated on 17/Nov/18
$$\left.{b}\right)\:{let}\:{I}\:=\int\:\frac{\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}}}{{x}+\mathrm{2}}\:{dx}\:\Rightarrow\:{I}\:=\:\int\:\frac{\sqrt{\left({x}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{4}}}{{x}+\mathrm{2}}\:{dx}\:=_{{x}+\mathrm{1}=\mathrm{2}{cht}} \:\int\frac{\mathrm{2}\sqrt{{ch}^{\mathrm{2}} {t}−\mathrm{1}}}{\mathrm{2}{ch}\left({t}\right)−\mathrm{1}+\mathrm{2}}\mathrm{2}{sh}\left({t}\right){dt} \\ $$$$=\mathrm{4}\:\int\:\:\frac{{sh}^{\mathrm{2}} {t}}{\mathrm{2}{ch}\left({t}\right)\:+\mathrm{1}}\:{dt}\:=\mathrm{4}\:\int\:\frac{\frac{{ch}\left(\mathrm{2}{t}\right)−\mathrm{1}}{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}{ch}\left({t}\right)+\mathrm{1}}\:{dt}=\mathrm{2}\:\int\:\:\:\frac{{ch}\left(\mathrm{2}{t}\right)−\mathrm{1}}{\mathrm{2}{ch}\left({t}\right)+\mathrm{1}}{dt} \\ $$$$=\mathrm{2}\:\int\:\:\:\frac{\frac{{e}^{\mathrm{2}{t}} +{e}^{−\mathrm{2}{t}} }{\mathrm{2}\:}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}\:\frac{{e}^{{t}} \:+{e}^{−{t}} }{\mathrm{2}\:}+\mathrm{1}}{dt}\:=\:\int\:\:\:\frac{{e}^{\mathrm{2}{t}} \:+{e}^{−\mathrm{2}{t}} −\mathrm{2}}{{e}^{{t}} \:+{e}^{−{t}} \:+\mathrm{1}}\:{dt} \\ $$$$=_{{e}^{{t}} ={u}} \:\:\:\:\:\int\:\:\frac{{u}^{\mathrm{2}} \:+{u}^{−\mathrm{2}} −\mathrm{2}}{{u}\:+{u}^{−\mathrm{1}} \:+\mathrm{1}}\:{du}\:=\int\:\:\:\frac{{u}^{\mathrm{4}} \:+\mathrm{1}−\mathrm{2}{u}^{\mathrm{2}} }{{u}^{\mathrm{3}} \:+{u}\:+{u}^{\mathrm{2}} }\:{du} \\ $$$$=\int\:\:\:\frac{{u}^{\mathrm{4}} −\mathrm{2}{u}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}}{{u}^{\mathrm{3}} \:+{u}^{\mathrm{2}} \:+{u}}\:{du}\:=\int\:\:\frac{{u}\left({u}^{\mathrm{3}} \:+{u}^{\mathrm{2}} \:+{u}\right)−{u}^{\mathrm{3}} −{u}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{u}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{{u}^{\mathrm{3}} \:+{u}^{\mathrm{2}} \:+{u}}\:{du} \\ $$$$=\frac{{u}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}\:\:−\int\:\frac{{u}^{\mathrm{3}} +\mathrm{3}{u}^{\mathrm{2}} \:−\mathrm{1}}{{u}^{\mathrm{3}} +{u}^{\mathrm{2}} \:+{u}}\:{du}\:=\:\frac{{u}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}\:−\int\:\frac{{u}^{\mathrm{3}} \:+{u}^{\mathrm{2}} \:+{u}\:−{u}^{\mathrm{2}} −{u}\:+\mathrm{3}{u}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}}{{u}^{\mathrm{3}} \:+{u}^{\mathrm{2}} \:+{u}}\:{du} \\ $$$$=\frac{{u}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}\:−{u}\:−\int\:\:\frac{\mathrm{2}{u}^{\mathrm{2}} −{u}−\mathrm{1}}{{u}^{\mathrm{3}} \:+{u}^{\mathrm{2}} \:+{u}}\:{du}\:{let}\:{decompose}\:{F}\left({u}\right)\:=\frac{\mathrm{2}{u}^{\mathrm{2}} −{u}−\mathrm{1}}{{u}^{\mathrm{3}} +{u}^{\mathrm{2}} \:+{u}} \\ $$$${F}\left({u}\right)\:=\:\frac{{a}}{{u}}\:+\frac{{bu}\:+{c}}{{u}^{\mathrm{2}} \:+{u}\:+\mathrm{1}} \\ $$$${a}\:={lim}_{{u}\rightarrow\mathrm{0}} {uF}\left({u}\right)\:=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}} \\ $$$${lim}_{{u}\rightarrow+\infty} {u}\:{F}\left({u}\right)=\mathrm{2}\:={a}\:+{b}\:\Rightarrow{b}=\mathrm{2}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\:=\frac{\mathrm{7}}{\mathrm{3}}\:\Rightarrow{F}\left({u}\right)=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}{u}}\:+\frac{\frac{\mathrm{7}}{\mathrm{3}}{u}\:+{c}}{{u}^{\mathrm{2}} \:+{u}\:+\mathrm{1}} \\ $$$${F}\left(\mathrm{1}\right)\:=\mathrm{0}\:=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\left(\frac{\mathrm{7}}{\mathrm{3}}+{c}\right)\:\Rightarrow−\mathrm{1}+\frac{\mathrm{7}}{\mathrm{3}}+{c}\:=\mathrm{0}\:\Rightarrow{c}=−\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}}\:\Rightarrow \\ $$$${F}\left({u}\right)\:=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}{u}}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\:\frac{\mathrm{7}{u}−\mathrm{4}}{{u}^{\mathrm{2}} \:+{u}\:+\mathrm{1}}\:\:…{be}\:{continued}… \\ $$
Answered by tanmay.chaudhury50@gmail.com last updated on 16/Nov/18
$$\left.{b}\right)\int\frac{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}}{\left({x}+\mathrm{2}\right)\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}}\:}{dx} \\ $$$$\int\frac{{x}}{\:\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}}}−\mathrm{3}\int\frac{{dx}}{\left({x}+\mathrm{2}\right)\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}}} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int\frac{\mathrm{2}{x}+\mathrm{2}−\mathrm{2}}{\:\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}}}−\mathrm{3}\int\frac{{dx}}{\left({x}+\mathrm{2}\right)\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}}} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int\frac{{d}\left({x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}\right)}{\:\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}}\:}{dx}−\int\frac{{dx}}{\:\sqrt{\left({x}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}^{\mathrm{2}} }}−\mathrm{3}\int\frac{{dx}}{\left({x}+\mathrm{2}\right)\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}}} \\ $$$${I}_{\mathrm{1}} =\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int\frac{{d}\left({x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}\right)}{\:\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}}}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}×\frac{\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}}}{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}}=\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}}\:+{c}_{\mathrm{1}} \\ $$$${I}_{\mathrm{2}} =\int\frac{{dx}}{\:\sqrt{\left({x}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}^{\mathrm{2}} }\:} \\ $$$$={ln}\left\{\left({x}+\mathrm{1}\right)+\sqrt{\left({x}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}^{\mathrm{2}} }\:\right. \\ $$$$={ln}\left\{\left({x}+\mathrm{1}\right)+\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}}\:\right\}+{c}_{\mathrm{2}} \\ $$$${I}_{\mathrm{3}} =\int\frac{{dx}}{\left({x}+\mathrm{2}\right)\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}}} \\ $$$${t}=\frac{\mathrm{1}}{{x}+\mathrm{2}}\:\:\:{x}+\mathrm{2}=\frac{\mathrm{1}}{{t}}\:\:\:{dx}=\frac{−\mathrm{1}}{{t}^{\mathrm{2}} }{dt} \\ $$$$\int\frac{−{dt}}{{t}^{\mathrm{2}} ×\frac{\mathrm{1}}{{t}}×\sqrt{\left(\frac{\mathrm{1}}{{t}}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}\left(\frac{\mathrm{1}}{{t}}−\mathrm{2}\right)−\mathrm{3}}} \\ $$$$\int\frac{−{dt}}{{t}\sqrt{\frac{\mathrm{1}}{{t}^{\mathrm{2}} }−\frac{\mathrm{4}}{{t}}+\mathrm{4}+\frac{\mathrm{2}}{{t}}−\mathrm{4}−\mathrm{3}}} \\ $$$$\int\frac{−{dt}}{{t}\sqrt{\frac{\mathrm{1}−\mathrm{4}{t}+\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{t}−\mathrm{7}{t}^{\mathrm{2}} }{{t}^{\mathrm{2}} }}} \\ $$$$\int\frac{−{dt}}{\:\sqrt{−\mathrm{3}{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{t}+\mathrm{1}}} \\ $$$$\int\frac{−{dt}}{\:\sqrt{\mathrm{1}−\mathrm{3}\left({t}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}{t}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{9}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{9}}\right)}} \\ $$$$\int\frac{−{dt}}{\:\sqrt{\mathrm{1}−\mathrm{3}\left({t}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}}} \\ $$$$\int\frac{−{dt}}{\:\sqrt{\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{3}}−\mathrm{3}\left({t}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{2}} }} \\ $$$$\frac{−\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}}\int\frac{{dt}}{\:\sqrt{\left(\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{2}} −\left({t}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{2}} }} \\ $$$$\frac{−\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}}×{sin}^{−\mathrm{1}} \left(\frac{{t}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}}{\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}}\right)+{c}_{\mathrm{3}} \\ $$$$\frac{−\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}}{sin}^{−\mathrm{1}} \left(\frac{\frac{\mathrm{1}}{{x}+\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}}{\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}}\right)+{c}_{\mathrm{3}} \\ $$$${pls}\:{add}\:{them}… \\ $$
Commented by peter frank last updated on 16/Nov/18
$$\mathrm{thank}\:\mathrm{you}\:\mathrm{sir}… \\ $$
Commented by tanmay.chaudhury50@gmail.com last updated on 17/Nov/18
$${most}\:{welcome}… \\ $$
Commented by malwaan last updated on 17/Nov/18
$$\mathrm{wonderful} \\ $$
Answered by tanmay.chaudhury50@gmail.com last updated on 17/Nov/18
$$ \\ $$$$\int{cotxcot}\mathrm{2}{xcot}\mathrm{3}{xdx} \\ $$$$=\int\frac{{cosxcos}\mathrm{2}{xcos}\mathrm{3}{x}}{{sinxsin}\mathrm{2}{xsin}\mathrm{3}{x}}{dx} \\ $$$$=\int\frac{{cosx}\left(\mathrm{1}−\mathrm{2}{sin}^{\mathrm{2}} {x}\right)\left(\mathrm{4}{cos}^{\mathrm{3}} {x}−\mathrm{3}{cosx}\right)}{{sinx}×\mathrm{2}{sinxcosx}×\left(\mathrm{3}{sinx}−\mathrm{4}{sin}^{\mathrm{3}} {x}\right)}{dx} \\ $$$$=\int\frac{\left(\mathrm{1}−\mathrm{2}{sin}^{\mathrm{2}} {x}\right)\left\{{cosx}\left(\mathrm{4}{cos}^{\mathrm{2}} {x}−\mathrm{3}\right)\right\}}{\mathrm{2}{sin}^{\mathrm{2}} {x}\left(\mathrm{3}{sinx}−\mathrm{4}{sin}^{\mathrm{3}} {x}\right)}{dx} \\ $$$$=\int\frac{\left(\mathrm{1}−\mathrm{2}{sin}^{\mathrm{2}} {x}\right)\left(\mathrm{4}−\mathrm{4}{sin}^{\mathrm{2}} {x}−\mathrm{3}\right){cosx}}{\mathrm{2}{sin}^{\mathrm{2}} {x}\left(\mathrm{3}{sinx}−\mathrm{4}{sin}^{\mathrm{3}} {x}\right)}{dx} \\ $$$${t}={sinx}\:\:\:{dt}={cosxdx} \\ $$$$\int\frac{\left(\mathrm{1}−\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} \right)\left(\mathrm{1}−\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} \right)}{\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{3}{t}−\mathrm{4}{t}^{\mathrm{3}} \right)}{dt} \\ $$$$\int\frac{\mathrm{1}−\mathrm{6}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{8}{t}^{\mathrm{4}} }{\mathrm{2}{t}^{\mathrm{3}} \left(\mathrm{3}−\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} \right)}{dt}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int\frac{\mathrm{1}−\mathrm{6}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{8}{t}^{\mathrm{4}} }{{t}^{\mathrm{3}} \left(\mathrm{3}−\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} \right)} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}−\mathrm{6}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{8}{t}^{\mathrm{4}} }{{t}^{\mathrm{3}} \left(\mathrm{3}−\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} \right)}=\frac{{a}}{{t}}+\frac{{b}}{{t}^{\mathrm{2}} }+\frac{{c}}{{t}^{\mathrm{3}} }+\frac{{pt}+{q}}{\mathrm{3}−\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\mathrm{1}−\mathrm{6}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{8}{t}^{\mathrm{4}} ={at}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{3}−\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} \right)+{bt}\left(\mathrm{3}−\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} \right)+{c}\left(\mathrm{3}−\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} \right)+\left({pt}+{q}\right){t}^{\mathrm{3}} \\ $$$$\mathrm{1}−\mathrm{6}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{8}{t}^{\mathrm{4}} ={t}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{3}{a}\right)+{t}^{\mathrm{4}} \left(−\mathrm{4}{a}\right)+{t}\left(\mathrm{3}{b}\right)+{t}^{\mathrm{3}} \left(−\mathrm{4}{b}\right)+\mathrm{3}{c}+{t}^{\mathrm{2}} \left(−\mathrm{4}{c}\right)+{t}^{\mathrm{4}} \left({p}\right)+{t}^{\mathrm{3}} \left({q}\right) \\ $$$$\mathrm{8}{t}^{\mathrm{4}} −\mathrm{6}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}={t}^{\mathrm{4}} \left(−\mathrm{4}{a}+{p}\right)+{t}^{\mathrm{3}} \left(−\mathrm{4}{b}+{q}\right)+{t}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{3}{a}−\mathrm{4}{c}\right)+{t}\left(\mathrm{3}{b}\right)+\mathrm{3}{c} \\ $$$$−\mathrm{4}{a}+{p}=\mathrm{8} \\ $$$$−\mathrm{4}{b}+{q}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{3}{a}−\mathrm{4}{c}=−\mathrm{6} \\ $$$$\mathrm{3}{b}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{3}{c}=\mathrm{1} \\ $$$${so}\:{b}=\mathrm{0}\:\:\:{q}=\mathrm{0}\:\:{c}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}} \\ $$$$\mathrm{3}{a}=−\mathrm{6}+\mathrm{4}×\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}=\frac{−\mathrm{18}+\mathrm{4}}{\mathrm{3}}\:\:\:{a}=\frac{−\mathrm{14}}{\mathrm{9}} \\ $$$${p}=\mathrm{8}+\mathrm{4}{a} \\ $$$$\:\:=\mathrm{8}+\frac{\mathrm{4}×−\mathrm{14}}{\mathrm{9}}=\frac{\mathrm{72}−\mathrm{56}}{\mathrm{9}}=\frac{−\mathrm{16}}{\mathrm{9}} \\ $$$${pls}\:{wait}\:{busy}… \\ $$$$ \\ $$$$\int\frac{{a}}{{t}}{dt}+\int\frac{{b}}{{t}^{\mathrm{2}} }{dt}+\int\frac{{c}}{{t}^{\mathrm{3}} }{dt}+\int\frac{{pt}+{q}}{\mathrm{3}−\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} }{dt} \\ $$$$=\frac{−\mathrm{14}}{\mathrm{9}}\int\frac{{dt}}{{t}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\int\frac{{dt}}{{t}^{\mathrm{3}} }+\frac{−\mathrm{16}}{\mathrm{9}}\int\frac{{tdt}}{\mathrm{3}−\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$=\frac{−\mathrm{14}}{\mathrm{9}}\int\frac{{dt}}{{t}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\int{t}^{−\mathrm{3}} {dt}+\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{9}}\int\frac{{d}\left(\mathrm{3}−\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} \right)}{\mathrm{3}−\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$=\frac{−\mathrm{14}}{\mathrm{9}}{lnt}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}×\frac{\mathrm{1}}{−\mathrm{2}{t}^{\mathrm{2}} }+\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{9}}{ln}\left(\mathrm{3}−\mathrm{4}{t}^{\mathrm{2}} \right) \\ $$$${so}\:{ans}\:{is} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left[\frac{−\mathrm{14}}{\mathrm{9}}{ln}\left({sinx}\right)−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}{sin}^{\mathrm{2}} {x}}+\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{9}}{ln}\left(\mathrm{3}−\mathrm{4}{sin}^{\mathrm{2}} {x}\right)\right]+{c} \\ $$$${pls}\:{check}… \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$