§ 3. Besondere Integrationsverfahren.
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Schekfeks, Mathematik. 4. Aufl.
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(.v — p — iq) (x — p + iq) oder (x — hf) (x — h 2 ), der gleich (x — p) 2 + q 2
und also reell ist. Wir finden so:
c t c 2 _ 2x (x — p) — 2lq
x — \ x — h 2 ~ (x — pf + cf
Dieser Ausdruck ist reell. Beim Integrieren von (12) geben mithin
die beiden ersten Glieder rechts zusammen das reelle Integral:
/■
2x{x-p)~ 2\g ,
- pf + q 2
Zur Auswertung substituiert man z = [x— p):q als neue Veränder
liche. Dadurch geht das Integral über in:
f 8 **, ■ a / dz = =
J X 2 + 1 J X 2 + 1 J X 2 + 1 \ I J
— 2 X arc tg z -f konst.
Führt man wieder x ein, so kommt:
(13)
/+ = * ln K* - rf + ? 2 ]
— 21 arc tg
X — p
+ konst.,
da der unter dem Logarithmuszeichen zunächst noch auftretende
Nenner q 2 zu einem Glied — x\nq 2 führt, das konstant ist und
deshalb zur Integrationskonstante geschlagen werden kann.
Somit hat sich gezeigt: Ist eine der Größen h imaginär,
so ist eine andere Größe h zu ihr konjugiert imaginär.
Die Vereinigung der beiden zugehörigen Glieder der Teil
bruch-Zerlegung von u(x):v[x) führt zu einem reellen Glied,
das sich nach (13) integrieren läßt.
3. Beispiel: Wir betrachten wie im 2. Beispiel das Integral
u x + ß
a x 2 + b x + c
dx,
nehmen aber jetzt an, daß b 2 — 4 a c < 0 sei, so daß die beiden Größen h lf h 2
in (8) konjugiert imaginär sind von der Form p ±iq. Dabei ist:
p= -
2a'
q =
)/4 ae — b 2
2 a
Der Nenner ax ä + bx + e wird gleich a [{x — pf + q 2 ]. Vergleichung zeigt, daß
das vorgelegte Integral mit (13) übereinstimmt, wenn
2 x =
-2x0-22? = —
a