Question Number 204804 by Mastermind last updated on 27/Feb/24
$$\mathrm{Evaluate}\:\int\frac{\mathrm{sinx}}{\mathrm{x}^{\mathrm{4}} +\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\mathrm{dx} \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{I}\:\mathrm{need}\:\mathrm{full}\:\mathrm{detailed}\:\mathrm{explanation},\:\mathrm{thank}\:\mathrm{you}\:\mathrm{in} \\ $$$$\mathrm{advance}. \\ $$
Commented by TonyCWX08 last updated on 28/Feb/24
$${I}\:{would}\:{use}\:{the}\:{Contour}\:{Integration}\:{but}\:{thete}\:{is}\:{no}\:{interval}… \\ $$
Commented by Mastermind last updated on 28/Feb/24
$$\mathrm{Kindly}\:\mathrm{evaluate}…\:\mathrm{or}\:\mathrm{what}\:\mathrm{do}\:\mathrm{you}\:\mathrm{think}\:\mathrm{we} \\ $$$$\mathrm{can}\:\mathrm{do}\:? \\ $$
Commented by TonyCWX08 last updated on 28/Feb/24
$$ \\ $$$${Contour}\:{Integral}\:{is}\:{used}\:{in}\:{Complex}\:{World} \\ $$$${Usually}\:{used}\:{for}\:{the}\:{integral}\:{with}\:{interval}\:\left(−\infty,\infty\right) \\ $$$${But}\:{in}\:{this}\:{case},\:{it}\:{can}'{t}\:{be}\:{used}. \\ $$
Answered by Frix last updated on 28/Feb/24
$$\frac{\mathrm{sin}\:{x}}{{x}^{\mathrm{4}} +{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}=\frac{\mathrm{sin}\:{x}}{\left({x}^{\mathrm{2}} −{x}+\mathrm{1}\right)\left({x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}\right)}= \\ $$$$=\frac{\left(\mathrm{1}−{x}\right)\mathrm{sin}\:{x}}{{x}^{\mathrm{2}} −{x}+\mathrm{1}}+\frac{\left(\mathrm{1}+{x}\right)\mathrm{sin}\:{x}}{{x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}}= \\ $$$$=\frac{\mathrm{sin}\:{x}}{{x}^{\mathrm{2}} −{x}+\mathrm{1}}−\frac{{x}\mathrm{sin}\:{x}}{{x}^{\mathrm{2}} −{x}+\mathrm{1}}+\frac{\mathrm{sin}\:{x}}{{x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}}+\frac{{x}\mathrm{sin}\:{x}}{{x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}}= \\ $$$$=\frac{\mathrm{4sin}\:{x}}{\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)}− \\ $$$$−\frac{\mathrm{4}{x}\mathrm{sin}\:{x}}{\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)}+ \\ $$$$+\frac{\mathrm{4sin}\:{x}}{\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)}+ \\ $$$$+\frac{\mathrm{4}{x}\mathrm{sin}\:{x}}{\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)}= \\ $$$$=\frac{\mathrm{2isin}\:{x}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)}−\frac{\mathrm{2isin}\:{x}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)}+ \\ $$$$+\frac{\left(\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)\mathrm{sin}\:{x}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)}−\frac{\left(\sqrt{\mathrm{3}}+\mathrm{i}\right)\mathrm{sin}\:{x}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}\left(\mathrm{2}{x}−\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)}− \\ $$$$−\frac{\mathrm{2isin}\:{x}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)}+\frac{\mathrm{2isin}\:{x}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)}+ \\ $$$$+\frac{\left(\sqrt{\mathrm{3}}+\mathrm{i}\right)\mathrm{sin}\:{x}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)}+\frac{\left(\sqrt{\mathrm{3}}−\mathrm{i}\right)\mathrm{sin}\:{x}}{\:\sqrt{\mathrm{3}}\left(\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{3}}\mathrm{i}\right)} \\ $$$$\left(\mathrm{Please}\:\mathrm{check}\:\mathrm{for}\:\mathrm{sign}\:\mathrm{errors}\right) \\ $$$$\mathrm{So}\:\mathrm{essentially}\:\mathrm{we}\:\mathrm{need}\:\mathrm{to}\:\mathrm{solve}\:\mathrm{integrals} \\ $$$$\mathrm{of}\:\mathrm{the}\:\mathrm{shape} \\ $$$${a}\int\frac{\mathrm{sin}\:{x}}{{bx}+{c}}{dx}=\frac{{a}}{{b}}\left(\mathrm{cos}\:\frac{{c}}{{b}}\:\mathrm{Si}\:\left({x}+\frac{{c}}{{b}}\right)\:−\mathrm{sin}\:\frac{{c}}{{b}}\:\mathrm{Ci}\:\left({x}+\frac{{c}}{{b}}\right)\right)+{C} \\ $$$$\mathrm{with}\:\mathrm{Si}\:\left(\mathrm{Ci}\right)\:\mathrm{being}\:\mathrm{the}\:\mathrm{Integral}\:\left(\mathrm{Co}\right)\mathrm{Sine} \\ $$$$\int\frac{\mathrm{sin}\:{x}}{{x}}{dx}=\mathrm{Si}\:{x}\:+{C}\:\:\:\:\:\int\frac{\mathrm{cos}\:{x}}{{x}}{dx}=\mathrm{Ci}\:{x}\:+{C} \\ $$$$\mathrm{Somebody}\:\mathrm{finish}\:\mathrm{this}\:\mathrm{please}. \\ $$