Question Number 99072 by Mr.D.N. last updated on 18/Jun/20
Answered by mr W last updated on 18/Jun/20
$$\int\frac{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}{x}+\mathrm{1}}{dx} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int\frac{\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}{x}−\mathrm{2}}{\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}{x}+\mathrm{1}}{dx} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int\frac{\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}{x}+\mathrm{1}+{x}−\mathrm{3}}{\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}{x}+\mathrm{1}}{dx} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int\left[\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\left(\frac{\mathrm{4}{x}+\mathrm{3}−\mathrm{15}}{\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}{x}+\mathrm{1}}\right)\right]{dx} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int\left[\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\left(\frac{\mathrm{4}{x}+\mathrm{3}}{\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}{x}+\mathrm{1}}\right)−\frac{\mathrm{15}}{\mathrm{2}}×\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{2}\right)}\right]{dx} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left\{\int{dx}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\int\frac{{d}\left(\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}{x}+\mathrm{1}\right)}{\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}{x}+\mathrm{1}}−\frac{\mathrm{15}}{\mathrm{4}}×\int\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{x}+\mathrm{2}}\right){d}\left(\mathrm{2}{x}\right)\right\} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left\{{x}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}{x}+\mathrm{1}\right)−\frac{\mathrm{15}}{\mathrm{4}}\mathrm{ln}\:\frac{\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}{\mathrm{2}\left({x}+\mathrm{1}\right)}\right\}+{C} \\ $$$$=\frac{{x}}{\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{8}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}\right)\left({x}+\mathrm{1}\right)−\frac{\mathrm{15}}{\mathrm{8}}\mathrm{ln}\:\frac{\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}}{{x}+\mathrm{1}}+{C} \\ $$$$=\frac{{x}}{\mathrm{2}}−\frac{\mathrm{7}}{\mathrm{4}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}\right)+\mathrm{2}\:\mathrm{ln}\:\left({x}+\mathrm{1}\right)+{C} \\ $$
Commented by Mr.D.N. last updated on 18/Jun/20
awesome thank you mr. W keep rocking✍
Commented by niroj last updated on 18/Jun/20
what grate deal.
Answered by maths mind last updated on 18/Jun/20
$${cos}\left({x}\right)\left({y}''−\mathrm{2}{tg}\left({x}\right){y}'−\left({a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right){y}=\frac{\mathrm{1}}{{cos}\left({x}\right)}{e}^{{x}} \right)…{E}\Leftrightarrow \\ $$$${hello}\:{i}\:{think}\:{that}\:\:{sec}=\frac{\mathrm{1}}{{cos}\left({x}\right)}\:\:….{we}\:{not}\:{use}\:{it}\:{in}\:{french}\: \\ $$$${sorry}\:{my}\:{engilish}\:{is}\:{not}\:{good}\: \\ $$$${cos}\left({x}\right){y}''−\mathrm{2}{sin}\left({x}\right){y}'−\left({a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right){cos}\left({x}\right){y}={e}^{{x}} …{E} \\ $$$${let}\:{z}={cos}\left({x}\right){y} \\ $$$$\Rightarrow{z}'={cos}\left({x}\right){y}'−{sin}\left({x}\right){y} \\ $$$${z}''=−\mathrm{2}{sin}\left({x}\right){y}'−{cos}\left({x}\right){y}+{cos}\left({x}\right){y}'' \\ $$$${z}''−{a}^{\mathrm{2}} {z}={e}^{{x}} \:\:\:\:,{easy}\:{now}\:{try}\:{sir}\:{is}\:{mor}\:{helpfull}\:{for}\:{you}\: \\ $$$${than}\:{give}\:{all}\:{answer} \\ $$$${find}\:{Z}\:{than}\:{use}\:{y}=\frac{{z}}{{cos}\left({x}\right)}\:\: \\ $$$${i}\:{hop}\:{i}\:{help}\:{you}\:{verry}\:{nice}\:{day}\:{for}\:{all}\:{of}\:{you} \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$
Commented by mathmax by abdo last updated on 18/Jun/20
$$\mathrm{let}\:\mathrm{solve}\:\mathrm{z}^{''} −\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \mathrm{z}\:=\mathrm{e}^{\mathrm{x}} \:\:\:\:\left(\mathrm{he}\right)\rightarrow\mathrm{r}^{\mathrm{2}} −\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \:=\mathrm{0}\:\Rightarrow\mathrm{r}\:=\overset{−} {+}\mathrm{a}\:\:\mathrm{if}\:\mathrm{a}\:\mathrm{is}\:\mathrm{real}\: \\ $$$$\mathrm{z}_{\mathrm{h}} =\alpha\:\mathrm{e}^{\mathrm{ax}} \:+\beta\:\mathrm{e}^{−\mathrm{ax}} \:\:\:=\alpha\mathrm{u}_{\mathrm{1}} \:+\beta\mathrm{u}_{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{W}\left(\mathrm{u}_{\mathrm{1}} ,\mathrm{u}_{\mathrm{2}} \right)\:=\begin{vmatrix}{\mathrm{e}^{\mathrm{ax}} \:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{e}^{−\mathrm{ax}} }\\{\mathrm{ae}^{\mathrm{ax}} \:\:\:\:\:\:\:\:−\mathrm{a}\:\mathrm{e}^{−\mathrm{ax}} }\end{vmatrix}=−\mathrm{2a}\:\:\:\:\:\:\:\left(\mathrm{we}\:\mathrm{suppose}\:\mathrm{a}\neq\mathrm{0}\right) \\ $$$$\mathrm{w}_{\mathrm{1}} =\begin{vmatrix}{\mathrm{0}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{e}^{−\mathrm{ax}} }\\{\mathrm{e}^{\mathrm{x}} \:\:\:\:\:\:\:\:−\mathrm{ae}^{−\mathrm{ax}} }\end{vmatrix}=−\mathrm{e}^{\left(\mathrm{1}−\mathrm{a}\right)\mathrm{x}} \\ $$$$\mathrm{W}_{\mathrm{2}} =\begin{vmatrix}{\mathrm{e}^{\mathrm{ax}} \:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{0}}\\{\mathrm{ae}^{\mathrm{x}} \:\:\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{e}^{\mathrm{x}} }\end{vmatrix}=\mathrm{e}^{\left(\mathrm{a}+\mathrm{1}\right)\mathrm{x}} \\ $$$$\mathrm{v}_{\mathrm{1}} =\int\:\frac{\mathrm{W}_{\mathrm{1}} }{\mathrm{W}}\mathrm{dx}\:=−\int\:\:\frac{\mathrm{e}^{\left(\mathrm{1}−\mathrm{a}\right)\mathrm{x}} }{−\mathrm{2a}}\:\mathrm{dx}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2a}\left(\mathrm{1}−\mathrm{a}\right)}\mathrm{e}^{\left(\mathrm{1}−\mathrm{a}\right)\mathrm{x}} \\ $$$$\mathrm{v}_{\mathrm{2}} =\int\:\frac{\mathrm{W}_{\mathrm{2}} }{\mathrm{W}}\mathrm{dx}\:=\int\:\frac{\mathrm{e}^{\left(\mathrm{a}+\mathrm{1}\right)\mathrm{x}} }{−\mathrm{2a}}\:=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2a}\left(\mathrm{a}+\mathrm{1}\right)}\:\mathrm{e}^{\left(\mathrm{a}+\mathrm{1}\right)\mathrm{x}} \\ $$$$\mathrm{Z}_{\mathrm{p}} =\mathrm{u}_{\mathrm{1}} \mathrm{v}_{\mathrm{1}} \:+\mathrm{u}_{\mathrm{2}} \mathrm{v}_{\mathrm{2}} =\mathrm{e}^{\mathrm{ax}} ×\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2a}\left(\mathrm{1}−\mathrm{a}\right)}\mathrm{e}^{\left(\mathrm{1}−\mathrm{a}\right)\mathrm{x}} \:−\mathrm{e}^{−\mathrm{ax}} \:×\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2a}\left(\mathrm{a}+\mathrm{1}\right)}\mathrm{e}^{\left(\mathrm{a}+\mathrm{1}\right)\mathrm{x}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{e}^{\mathrm{x}} }{\mathrm{2a}\left(\mathrm{1}−\mathrm{a}\right)}\:−\frac{\mathrm{e}^{\mathrm{x}} }{\mathrm{2a}\left(\mathrm{1}+\mathrm{a}\right)}\:=\frac{\mathrm{e}^{\mathrm{x}} }{\mathrm{2a}}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}−\mathrm{a}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+\mathrm{a}}\right)\:=\frac{\mathrm{e}^{\mathrm{x}} }{\mathrm{2a}}\left(\frac{\mathrm{2a}}{\mathrm{1}−\mathrm{a}^{\mathrm{2}} }\right)\:=\frac{\mathrm{e}^{\mathrm{x}} }{\mathrm{1}−\mathrm{a}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\mathrm{the}\:\mathrm{general}\:\mathrm{solution}\:\mathrm{is}\:\mathrm{z}\:=\mathrm{z}_{\mathrm{h}} \:+\mathrm{z}_{\mathrm{p}} =\alpha\mathrm{e}^{\mathrm{ax}} \:+\beta\:\mathrm{e}^{−\mathrm{ax}} \:\:+\frac{\mathrm{e}^{\mathrm{x}} }{\mathrm{1}−\mathrm{a}^{\mathrm{2}} }\:\:\:\left(\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \:\neq\mathrm{1}\right) \\ $$
Commented by Mr.D.N. last updated on 18/Jun/20
$$\:\mathrm{thanks}\:\mathrm{all}\:\mathrm{of}\:\mathrm{you}\:\mathrm{sir}\:\boldsymbol{\mathrm{for}}\:\boldsymbol{\mathrm{your}}\:\boldsymbol{\mathrm{best}}\:\boldsymbol{\mathrm{effort}}\:\mathrm{Mr}.\mathrm{mathmax}\:\:\mathrm{your}\:\mathrm{nearest}\:\mathrm{answering}\:\:. \\ $$$$\:\:\mathrm{Ans}:\:\mathrm{y}=\:\mathrm{sec}\:\mathrm{x}\:\left(\:\mathrm{C}_{\mathrm{1}} \mathrm{e}^{\mathrm{ax}} +\mathrm{C}_{\mathrm{2}} \mathrm{e}^{−\mathrm{ax}} +\:\frac{\mathrm{e}^{\mathrm{x}} }{\mathrm{1}−\mathrm{a}^{\mathrm{2}} }\right)//. \\ $$
Commented by mathmax by abdo last updated on 18/Jun/20
$$\mathrm{you}\:\mathrm{are}\:\mathrm{welcome}\:\mathrm{sir}. \\ $$