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Question

Question: The value of \(\int _ { 0 } ^ { 1 } \frac { x ^ { 4 } + 1 } { x ^ { 2 } + 1 } d x\) is...

The value of 01x4+1x2+1dx\int _ { 0 } ^ { 1 } \frac { x ^ { 4 } + 1 } { x ^ { 2 } + 1 } d x is

A

16(3π4)\frac { 1 } { 6 } ( 3 \pi - 4 )

B

16(34π)\frac { 1 } { 6 } ( 3 - 4 \pi )

C

16(3π+4)\frac { 1 } { 6 } ( 3 \pi + 4 )

D

16(3+4π)\frac { 1 } { 6 } ( 3 + 4 \pi )

Answer

16(3π4)\frac { 1 } { 6 } ( 3 \pi - 4 )

Explanation

Solution

I=01x4+1x2+1dx=01x41x2+1dx+201dx1+x2I = \int _ { 0 } ^ { 1 } \frac { x ^ { 4 } + 1 } { x ^ { 2 } + 1 } d x = \int _ { 0 } ^ { 1 } \frac { x ^ { 4 } - 1 } { x ^ { 2 } + 1 } d x + 2 \int _ { 0 } ^ { 1 } \frac { d x } { 1 + x ^ { 2 } }

I=01(x21)dx+201dx1+x2I = \int _ { 0 } ^ { 1 } \left( x ^ { 2 } - 1 \right) d x + 2 \int _ { 0 } ^ { 1 } \frac { d x } { 1 + x ^ { 2 } }

=23+π2=(3π4)6= - \frac { 2 } { 3 } + \frac { \pi } { 2 } = \frac { ( 3 \pi - 4 ) } { 6 }.