§ 312. Интегралы вида ...
Интегралы этого вида рационализируются одной из подстановок Эйлера.
Первая подстановка Эйлера применима при
Полагаем
Тогда
Члены, содержащие
взаимно уничтожаются, и
(а значит, и dx) выражается через t рационально. Подставив это выражение в (1), найдем рациональное выражение и для радикала
.
Пример 1.
Полагаем
Отсюда
Следовательно
Третья подстановка Эйлера (о второй см. ниже замечание) применима всякий раз, когда трехчлен
с имеет действительные корни, и, в частности, при
Пусть корни будут
Тогда полагаем
откуда находим рациональное выражение
через t:
Рациональное выражение радикала находим так:
Пример 2.
Трехчлен
имеет корни
:
Подкоренное выражение положительно при
подынтегральная функция обращается в бесконечность).
Полагаем
Отсюда
(в силу неравенства
величина
отрицательна). Подставляя в правую часть выражение
через
находим:
В силу (6) и (7) имеем:
Замечание. Первая и третья подстановки Эйлера достаточны, чтобы вычислить любой интеграл рассматриваемого вида. Для полноты приведем и вторую подстановку Эйлера
Она применима при
Возводя в квадрат и деля на
получаем рациональное выражение
через
затем (8) дает рациональное выражение радикала.