§ 3. Besondere Integrationsverfahren.
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wodurch das Integral auf die schon berechneten Integrale zurück
geführt ist.
12. Beispiel: Die Parabel y = kx 2 soll von x = 0 bis zu irgend einer
positiven Abszisse x rektifiziert, d. h. es soll ihre Bogenlänge s berechnet
werden. Nach Satz 89, S. 368, ist
-JV
1 + 4 k 2 x 2 d x
mit positiver Wurzel. Dies Integral ordnet sich der Form J"x n ^Rdx für
n = 0, a = 4 k 2 , b = 0, c = 1 unter, so daß man nach (25) erhält:
]/1 +4 k 2 x 2
dx +
I
d x
|/l + 4 k 2 x 2
Nach der zweiten Formel (24) ist das unbestimmte Integral:
x 2 . 1 ,/- ■. .. 1 I dx
. dx = —yf- xy 1 + 4k 2 x 2
]/l + 4 k 2 X 2 8Ä*
1
Y l + 4 k 2 x 2
-r konst.,
somit:
(29)
s — jxY 1 + 4 lc 2 x 2 +
x f dx
2 J i/rns
o
Nach der ersten Formel (22) ist ferner das unbestimmte Integral:
C dx l 2 kx + yi + 4k 2 x 2 .
ln —— + konst.
J "|/l + 4k 2 x 2 4k 2 kx — ]/l + ik' 2 x 2
Wir haben dabei ]/a = ]/4A: 2 = 2k und nicht gleich — 2k gewählt. Hätten
wir —2k genommen, so wäre auch im Numei-us des Logarithmus der Zähler
mit dem Nenner zu vertauschen, d. h. es hätte sich dasselbe ergeben. Nun
tritt aber noch eine zunächst störende Erscheinung ein: Das bestimmte Integral
von 0 bis * erhält den Wert:
dx _ 1
]/1 + 4k 2 x 2 4 k
2 k x + Vl 4- 4k-x 2
ln ' —- - ln (- 1)
2 kx — ]/l + 4k 2 x~
wo ln(— 1) an sich sinnlos ist. Wir entfernen es, indem wir die Differenz der
Logarithmen in den Logarithmus eines Bruches verwandeln:
d x
1 , 1/1 + 4 k 2 x 2 + 2 k x
—— - . - . — = ln >—
yi + 4k 2 x 2 4k y 1 + 4k 2 x 2 - 2kx
Durch Erweitern des Numerus mit yi + 4k 2 x 2 + 2 k x läßt sich dies weiter
umfoi’men:
/
d x
]/l + 4t k 2 x 2 2 Je
= ln ("(/1 + 4 /c“ x~ -f- 2 k x)