Příklad 7
> | restart:with(student): |
> | i7:=Int(x^2/sqrt(1-x^2),x); |
Integrand upravíme tak, že přičteme a odečteme v čitateli 1 a zlomek rozdělíme na dva
> | p:=(x^2-1)/sqrt(1-x^2)+1/sqrt(1-x^2); |
Jednotlivé zlomky označíme
> | p1:=(-1+x^2)/(1-x^2)^(1/2)=-sqrt(1-x^2); p2:=1/((1-x^2)^(1/2)): |
Počítáme tedy integrál
> | i7u:=Int(rhs(p1),x)+Int(p2,x); |
Provedeme kontrolní výpočet, zda jde o stejné integrály
> | is(value(i7)=value(i7u)); |
Druhý integrál z i7u nalezneme přímo v tabulkách základních integrálů a označíme jej
> | i7u2:=arcsin(x): |
Při výpočtu prvního integrálu, označíme ho i7u1 , zavedeme substituci pro .
> | i7u1:=Int(-sqrt(1-x^2),x); |
> | i7u1_:=changevar(sin(t)=x,i7u1,t); |
Zjednodušíme pomocí známého vzorce pro součet druhé mocniny sin a cos . Dostaneme
> | assume(-Pi/2<t,t<Pi/2); # upraven obor proměnné t, dle výše uvedené substituce |
> | i7u1_:=simplify(i7u1_); |
Dále užijeme vzorce pro výpočet polovičního úhlu
> | i7u1_:=subs(cos(t)^2=1/2*(1+cos(2*t)),i7u1_); |
Tento integrál už lze snadno spočítat
> | v:=value(i7u1_); |
Předchozí výsledek zjednodušíme
> | simplify(v,{sin(2*t)=2*cos(t)*sin(t)}); |
Vrátíme se k původní proměnné x substitucí
> | i7u1:=simplify(subs(t=arcsin(x),%)); |
A tedy výsledný integrál je roven
> | i7=simplify(i7u1+i7u2); |
Provedeme kontrolu výpočtu
> | value(i7); |
> |