Question Number 125346 by john_santu last updated on 10/Dec/20
$$\:\int\:{x}\:\sqrt{\mathrm{1}−{x}^{\mathrm{4}} }\:{dx}?? \\ $$
Commented by AdeyemiAdebola last updated on 10/Dec/20
$${e}^{{ix}} =\:{cosx}\:+\:{isinx} \\ $$
Answered by bemath last updated on 10/Dec/20
$${put}\:{x}^{\mathrm{2}} \:=\:\mathrm{cos}\:{z}\:\Rightarrow\:{x}\:{dx}\:=\:−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{sin}\:{z}\:{dz} \\ $$$${I}\:=\:−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int\:\sqrt{\mathrm{1}−\mathrm{cos}\:^{\mathrm{2}} {z}}\:\left(\mathrm{sin}\:{z}\:{dz}\:\right) \\ $$$${I}=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int\:\mathrm{sin}\:^{\mathrm{2}} {z}\:{dz}\: \\ $$$${I}=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int\:\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{cos}\:\mathrm{2}{z}\right){dz} \\ $$$${I}=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}{z}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{8}}\mathrm{sin}\:\mathrm{2}{z}\:+\:{c} \\ $$$${I}=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\mathrm{cos}^{−\mathrm{1}} \left({x}^{\mathrm{2}} \right)+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}{x}^{\mathrm{2}} \sqrt{\mathrm{1}−{x}^{\mathrm{4}} }\:+\:{c} \\ $$
Answered by ajfour last updated on 10/Dec/20
$$\mathrm{2}{I}=\int\sqrt{\left(\mathrm{1}−{x}^{\mathrm{2}} \right)\left(\mathrm{1}+{x}^{\mathrm{2}} \right)}\left(\mathrm{2}{xdx}\right) \\ $$$${let}\:\:\:{x}^{\mathrm{2}} ={t}\:\:\:\Rightarrow\:\:\mathrm{2}{xdx}={dt} \\ $$$$\mathrm{2}{I}=\int\sqrt{\mathrm{1}−{t}^{\mathrm{2}} }{dt} \\ $$$$\:\:{I}\:=\frac{{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{4}}\sqrt{\mathrm{1}−{x}^{\mathrm{4}} }+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\mathrm{sin}^{−\mathrm{1}} \left({x}^{\mathrm{2}} \right)+{c} \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 10/Dec/20
$$\mathrm{I}=\int\:\mathrm{x}\sqrt{\mathrm{1}−\mathrm{x}^{\mathrm{4}} }\mathrm{dx}\:\mathrm{we}\:\mathrm{do}\:\mathrm{the}\:\mathrm{changement}\:\mathrm{x}^{\mathrm{2}} =\mathrm{sint}\:\Rightarrow\mathrm{2xdx}=\mathrm{cost}\:\mathrm{dt} \\ $$$$\mathrm{I}=\int\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:\sqrt{\mathrm{1}−\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \mathrm{t}}\mathrm{cost}\:\mathrm{dt}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int\:\mathrm{cos}^{\mathrm{2}} \mathrm{t}\:\mathrm{dt}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int\:\frac{\mathrm{1}+\mathrm{cos}\left(\mathrm{2t}\right)}{\mathrm{2}}\mathrm{dt} \\ $$$$=\frac{\mathrm{t}}{\mathrm{4}}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{8}}\mathrm{sin}\left(\mathrm{2t}\right)\:+\mathrm{c}\:=\frac{\mathrm{t}}{\mathrm{4}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\mathrm{sint}\:\mathrm{cost}\:+\mathrm{c} \\ $$$$=\mathrm{arcsin}\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \right)+\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{4}}\sqrt{\mathrm{1}−\mathrm{x}^{\mathrm{4}} }\:+\mathrm{c} \\ $$
Commented by mathmax by abdo last updated on 10/Dec/20
$$\mathrm{I}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\mathrm{arcsin}\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \right)+\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{4}}\sqrt{\mathrm{1}−\mathrm{x}^{\mathrm{4}} }\:+\mathrm{c} \\ $$
Answered by Ar Brandon last updated on 10/Dec/20
$$\mathcal{I}=\int\mathrm{x}\sqrt{\mathrm{1}−\mathrm{x}^{\mathrm{4}} }\mathrm{dx} \\ $$$$\mathrm{x}^{\mathrm{2}} =\mathrm{u}\:\Rightarrow\:\mathrm{2xdx}=\mathrm{du} \\ $$$$\mathcal{I}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int\sqrt{\mathrm{1}−\mathrm{u}^{\mathrm{2}} }\mathrm{du} \\ $$$$\:\:\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left\{\frac{\mathrm{u}\sqrt{\mathrm{1}−\mathrm{u}^{\mathrm{2}} }}{\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{sin}^{−\mathrm{1}} \left(\mathrm{u}\right)\right\} \\ $$$$\:\:\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \sqrt{\mathrm{1}−\mathrm{x}^{\mathrm{4}} }+\mathrm{sin}^{−\mathrm{1}} \left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \right)\right)+\mathcal{C} \\ $$