terzo tipo

Devo risolvere

Ax + B
------------------ dx =
x2 + px + q


voglio che al denominatore vi sia un termine al quadrato, perche' con i termini al quadrato ho alcuni integrali che so risolvere: x2 e' il quadrato del primo termine, px sara' il doppio prodotto quindi devo aggiungere [e togliere] (p2/4)

p2 p2
= x2 + px + ---- - ---- + q =
4 4


quindi ottengo

p p2
= (x + ---- )2 + q - ---- =
2 4


[q - (p2/4)] e' una costante positiva quindi possiamo chiamarla k2

ed ottengo:
p
x2 + px + q = (x + ---- )2 + k2
2


Ora cerco di trasformare il numeratore in modo che vi compaia la derivata del denominatore iniziale [2x + p] (in questo modo potro' poi dividere l'integrale in due integrali piu' semplici
Al numeratore pongo:
Ax + B =

A
= --- (2x) + B =
2

per avere la derivata (a meno del fattore A/2) devo aggiungere e togliere (Ap)/2
A A A
= --- (2x) + B + --- p - --- p =
2 2 2

A A
= --- (2x + p) + B - --- p
2 2


Quindi posso scrivere

(A/2)(2x + p) + B -(A/2)p
= ------------------------------- dx =
x2 + px + q


spezzo l'integrale

(A/2)(2x + p) B -(A/2)p
= --------------------- dx + ---------------------- dx =
x2 + px + q x2 + px + q


Estraggo le costanti e nel secondo integrale sostituisco il denominatore con l'espressione trovata prima

A 2x + p A 1
= --- --------------------- dx + (B - ---- p) ---------------------- dx =
2 x2 + px + q 2 (x + p/2)2 + K2


E questi due integrali so risolverli: il primo e' immediato di tipo logaritmo, il secondo lo avevamo gia' calcolato
  • Il primo:
    A 2x + p A
    = --- --------------------- dx = --- log(x2 + px + q)
    2 x2 + px + q 2

  • il secondo:
    A 1
    = (B - ---- p) ---------------------- dx =
    2 (x + p/2)2 + k2

    A 1 x + p/2
    = (B - ---- p) --- arctang ------------ =
    2 k k

    Ricordando che k2 = q - (p2/4) ottengo        Calcoli
    2B-Ap 2x+p
    = -------------- arctang --------------
    (4q-p2) (4q-p2)


Ottengo quindi la formula finale
Ax+B A 2B-Ap 2x+p
------------- dx = --- log(x2+px+q) + ----------- arctang ----------- + c
x2+px+q 2 (4q-p2) (4q-p2)