1/(1+x^4) 的不定积分求解详解
首先,我们可以将 1/(1+x^4) 分解成部分分式的形式,即:
1/(1+x^4) = (1/2) * [1/(1+ix) + 1/(1-ix) - 1/(1+x^2)]
其中,i是虚数单位。
接下来,我们来分别求解这三个部分的不定积分。
对于 1/(1+ix),我们可以采用代换法,令 u=1+ix,则 du=idx。将其代入原式,得到:
∫ 1/(1+ix) dx = (1/i) * ln|1+ix| + C
对于 1/(1-ix),同理可得:
∫ 1/(1-ix) dx = (-1/i) * ln|1-ix| + C
对于 -1/(1+x^2),我们可以采用反正切函数的定义,即:
arctan(x) = ∫ 1/(1+x^2) dx
再利用一个性质,即:
arctan(x) + arctan(1/x) = π/2 (x>0)
arctan(x) + arctan(1/x) = -π/2 (x<0)
将其代入原式,得到:
∫ -1/(1+x^2) dx = -arctan(x) + C
将这三个部分的结果合并,得到:
∫ 1/(1+x^4) dx = (1/2i) * [ln|1+ix| - ln|1-ix| - 2arctan(x)] + C
至此,我们成功求得了 1/(1+x^4) 的不定积分。
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