(1)
∫(x2+a2)2xdx=−2(x2+a2)1
∫(x2+a2)2xdx=∫(x2+a2)22x⋅21dx=−2(x2+a2)1+C(C は積分定数)
(2)
∫(x2+a2)2x2dx=21(−x2+a2x+a1tan−1ax)
∫(x2+a2)2x2dx=∫x(x2+a2)2xdx=x(−2(x2+a2)1)+21∫x2+a21dx
=−2(x2+a2)x+21⋅a1tan−1ax+C=21(−x2+a2x+a1tan−1ax)+C(C は積分定数)
(3)
∫(x2+a2)21dx=2a21(x2+a2x+a1tan−1ax)
∫(x2+a2)21dx=∫a21{x2+a21−(x2+a2)2x2}dx
=a21{a1tan−1ax−21(−x2+a2x+a1tan−1ax)}+C=2a21(x2+a2x+a1tan−1ax)+C
(C は積分定数)
(4)
In=2(n−1)a21{(x2+a2)n−1x+(2n−3)In−1}(n≥2)
In=∫(x2+a2)n1dx=∫{a2(x2+a2)n−11−a2(x2+a2)nx2}dx=∫a21⋅(x2+a2)n−11dx−a21∫(x2+a2)nx2dx
ここで z=∫(x2+a2)nx2dx とすると
z=∫(x2+a2)nx⋅xdx=−2(n−1)1⋅(x2+a2)n−11⋅x+∫2(n−1)1⋅(x2+a2)n−11dx
=−2(n−1)1{(x2+a2)n−1x−∫(x2+a2)n−11dx}=−2(n−1)1{(x2+a2)n−1x−In−1}
これから
In=∫a21⋅(x2+a2)n−11dx−a21⋅{−2(n−1)1((x2+a2)n−1x−In−1)}
=a21In−1+2(n−1)a21{(x2+a2)n−1x−In−1}=2(n−1)a21{2(n−1)In−1+(x2+a2)n−1x−In−1}
=2(n−1)a21{(x2+a2)n−1x+(2n−3)In−1}