Integral de y^2/(x^4+2*x^2*y^2+y^4) dy
Solución
Solución detallada
Vuelva a escribir el integrando:
y 2 y 4 + ( x 4 + 2 x 2 y 2 ) = − x 2 ( x 2 + y 2 ) 2 + 1 x 2 + y 2 \frac{y^{2}}{y^{4} + \left(x^{4} + 2 x^{2} y^{2}\right)} = - \frac{x^{2}}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}} + \frac{1}{x^{2} + y^{2}} y 4 + ( x 4 + 2 x 2 y 2 ) y 2 = − ( x 2 + y 2 ) 2 x 2 + x 2 + y 2 1
Integramos término a término:
La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:
∫ ( − x 2 ( x 2 + y 2 ) 2 ) d y = − x 2 ∫ 1 ( x 2 + y 2 ) 2 d y \int \left(- \frac{x^{2}}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}}\right)\, dy = - x^{2} \int \frac{1}{\left(x^{2} + y^{2}\right)^{2}}\, dy ∫ ( − ( x 2 + y 2 ) 2 x 2 ) d y = − x 2 ∫ ( x 2 + y 2 ) 2 1 d y
No puedo encontrar los pasos en la búsqueda de esta integral.
Pero la integral
y 2 x 4 + 2 x 2 y 2 + − i log ( − i x + y ) 4 + i log ( i x + y ) 4 x 3 \frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}} 2 x 4 + 2 x 2 y 2 y + x 3 − 4 i l o g ( − i x + y ) + 4 i l o g ( i x + y )
Por lo tanto, el resultado es: − x 2 ( y 2 x 4 + 2 x 2 y 2 + − i log ( − i x + y ) 4 + i log ( i x + y ) 4 x 3 ) - x^{2} \left(\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}\right) − x 2 ( 2 x 4 + 2 x 2 y 2 y + x 3 − 4 i l o g ( − i x + y ) + 4 i l o g ( i x + y ) )
Integral 1 y 2 + 1 \frac{1}{y^{2} + 1} y 2 + 1 1 es atan ( y x 2 ) x 2 \frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)}}{\sqrt{x^{2}}} x 2 atan ( x 2 y ) .
El resultado es: − x 2 ( y 2 x 4 + 2 x 2 y 2 + − i log ( − i x + y ) 4 + i log ( i x + y ) 4 x 3 ) + atan ( y x 2 ) x 2 - x^{2} \left(\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}\right) + \frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)}}{\sqrt{x^{2}}} − x 2 ( 2 x 4 + 2 x 2 y 2 y + x 3 − 4 i l o g ( − i x + y ) + 4 i l o g ( i x + y ) ) + x 2 atan ( x 2 y )
Ahora simplificar:
x ( x 2 + y 2 ) atan ( y x 2 ) − ( 2 x y + i ( x 2 + y 2 ) ( − log ( − i x + y ) + log ( i x + y ) ) ) x 2 4 x ( x 2 + y 2 ) x 2 \frac{x \left(x^{2} + y^{2}\right) \operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)} - \frac{\left(2 x y + i \left(x^{2} + y^{2}\right) \left(- \log{\left(- i x + y \right)} + \log{\left(i x + y \right)}\right)\right) \sqrt{x^{2}}}{4}}{x \left(x^{2} + y^{2}\right) \sqrt{x^{2}}} x ( x 2 + y 2 ) x 2 x ( x 2 + y 2 ) atan ( x 2 y ) − 4 ( 2 x y + i ( x 2 + y 2 ) ( − l o g ( − i x + y ) + l o g ( i x + y ) ) ) x 2
Añadimos la constante de integración:
x ( x 2 + y 2 ) atan ( y x 2 ) − ( 2 x y + i ( x 2 + y 2 ) ( − log ( − i x + y ) + log ( i x + y ) ) ) x 2 4 x ( x 2 + y 2 ) x 2 + c o n s t a n t \frac{x \left(x^{2} + y^{2}\right) \operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)} - \frac{\left(2 x y + i \left(x^{2} + y^{2}\right) \left(- \log{\left(- i x + y \right)} + \log{\left(i x + y \right)}\right)\right) \sqrt{x^{2}}}{4}}{x \left(x^{2} + y^{2}\right) \sqrt{x^{2}}}+ \mathrm{constant} x ( x 2 + y 2 ) x 2 x ( x 2 + y 2 ) atan ( x 2 y ) − 4 ( 2 x y + i ( x 2 + y 2 ) ( − l o g ( − i x + y ) + l o g ( i x + y ) ) ) x 2 + constant
Respuesta:
x ( x 2 + y 2 ) atan ( y x 2 ) − ( 2 x y + i ( x 2 + y 2 ) ( − log ( − i x + y ) + log ( i x + y ) ) ) x 2 4 x ( x 2 + y 2 ) x 2 + c o n s t a n t \frac{x \left(x^{2} + y^{2}\right) \operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)} - \frac{\left(2 x y + i \left(x^{2} + y^{2}\right) \left(- \log{\left(- i x + y \right)} + \log{\left(i x + y \right)}\right)\right) \sqrt{x^{2}}}{4}}{x \left(x^{2} + y^{2}\right) \sqrt{x^{2}}}+ \mathrm{constant} x ( x 2 + y 2 ) x 2 x ( x 2 + y 2 ) atan ( x 2 y ) − 4 ( 2 x y + i ( x 2 + y 2 ) ( − l o g ( − i x + y ) + l o g ( i x + y ) ) ) x 2 + constant
Respuesta (Indefinida)
[src]
/ y \
/ atan|-------|
| | ____| / I*log(y - I*x) I*log(y + I*x)\
| 2 | / 2 | | - -------------- + --------------|
| y \\/ x / 2 | y 4 4 |
| ----------------- dy = C + ------------- - x *|-------------- + ---------------------------------|
| 4 2 2 4 ____ | 4 2 2 3 |
| x + 2*x *y + y / 2 \2*x + 2*x *y x /
| \/ x
/
∫ y 2 y 4 + ( x 4 + 2 x 2 y 2 ) d y = C − x 2 ( y 2 x 4 + 2 x 2 y 2 + − i log ( − i x + y ) 4 + i log ( i x + y ) 4 x 3 ) + atan ( y x 2 ) x 2 \int \frac{y^{2}}{y^{4} + \left(x^{4} + 2 x^{2} y^{2}\right)}\, dy = C - x^{2} \left(\frac{y}{2 x^{4} + 2 x^{2} y^{2}} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + y \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + y \right)}}{4}}{x^{3}}\right) + \frac{\operatorname{atan}{\left(\frac{y}{\sqrt{x^{2}}} \right)}}{\sqrt{x^{2}}} ∫ y 4 + ( x 4 + 2 x 2 y 2 ) y 2 d y = C − x 2 ( 2 x 4 + 2 x 2 y 2 y + x 3 − 4 i l o g ( − i x + y ) + 4 i l o g ( i x + y ) ) + x 2 atan ( x 2 y )
I*log(1 - I*x) I*log(1 + I*x) I*log(-I*x) I*log(I*x)
- -------------- + -------------- - ----------- + ----------
1 4 4 4 4
- -------- + --------------------------------- - --------------------------
2 x x
2 + 2*x
− 1 2 x 2 + 2 − − i log ( − i x ) 4 + i log ( i x ) 4 x + − i log ( − i x + 1 ) 4 + i log ( i x + 1 ) 4 x - \frac{1}{2 x^{2} + 2} - \frac{- \frac{i \log{\left(- i x \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x \right)}}{4}}{x} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + 1 \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + 1 \right)}}{4}}{x} − 2 x 2 + 2 1 − x − 4 i l o g ( − i x ) + 4 i l o g ( i x ) + x − 4 i l o g ( − i x + 1 ) + 4 i l o g ( i x + 1 )
=
I*log(1 - I*x) I*log(1 + I*x) I*log(-I*x) I*log(I*x)
- -------------- + -------------- - ----------- + ----------
1 4 4 4 4
- -------- + --------------------------------- - --------------------------
2 x x
2 + 2*x
− 1 2 x 2 + 2 − − i log ( − i x ) 4 + i log ( i x ) 4 x + − i log ( − i x + 1 ) 4 + i log ( i x + 1 ) 4 x - \frac{1}{2 x^{2} + 2} - \frac{- \frac{i \log{\left(- i x \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x \right)}}{4}}{x} + \frac{- \frac{i \log{\left(- i x + 1 \right)}}{4} + \frac{i \log{\left(i x + 1 \right)}}{4}}{x} − 2 x 2 + 2 1 − x − 4 i l o g ( − i x ) + 4 i l o g ( i x ) + x − 4 i l o g ( − i x + 1 ) + 4 i l o g ( i x + 1 )
-1/(2 + 2*x^2) + (-i*log(1 - i*x)/4 + i*log(1 + i*x)/4)/x - (-i*log(-i*x)/4 + i*log(i*x)/4)/x
Estos ejemplos se pueden aplicar para introducción de los límites de integración inferior y superior.