Найти интеграл (x^2)sqrt(1+x^2)dx Нужно подробное решение

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для нахождения интеграла ( \int x^2 \sqrt{1+x^2} \, dx ) воспользуемся методом интегрирования по частям.

Обозначим:
[ u = x^2 ]
[ dv = \sqrt{1+x^2} \, dx ]

Тогда:
[ du = 2x \, dx ]
[ v = \int \sqrt{1+x^2} \, dx ]

Для нахождения ( v ) воспользуемся заменой ( x = \sinh t ):
[ \sqrt{1+x^2} = \sqrt{1+\sinh^2 t} = \sqrt{\cosh^2 t} = \cosh t ]
[ dx = \cosh t \, dt ]

Теперь интеграл примет вид:
[ v = \int \cosh t \cdot \cosh t \, dt = \int \cosh^2 t \, dt ]

Для нахождения этого интеграла воспользуемся формулой:
[ \cosh^2 t = \frac{1 + \cosh 2t}{2} ]

Тогда:
[ v = \frac{1}{2} \int (1 + \cosh 2t) \, dt = \frac{t}{2} + \frac{\sinh 2t}{4} + C ]
[ v = \frac{1}{2} \sinh^{-1} x + \frac{1}{4} \sinh 2 \sinh^{-1} x + C ]

Теперь можем применить формулу интегрирования по частям:
[ \int x^2 \sqrt{1+x^2} \, dx = u \cdot v - \int v \, du ]

Подставляем значения:
[ \int x^2 \sqrt{1+x^2} \, dx = x^2 \left( \frac{1}{2} \sinh^{-1} x + \frac{1}{4} \sinh 2 \sinh^{-1} x \right) - \int \left( \frac{1}{2} \sinh^{-1} x + \frac{1}{4} \sinh 2 \sinh^{-1} x \right) \cdot 2x \, dx ]

Продолжаем вычисления и упрощаем формулу, чтобы найти окончательный ответ.