Integrale definito di funzione irrazionale fratta

Shingezu
So che da regolamento non si dovrebbe chiedere aiuto in questo modo, ma davvero non so che pesci pigliare, ho questo integrale definito da risolvere:

$ \int_-1^1 (dx)/sqrt{4-3x^2}$

Ecco i miei tentativi miseramente falliti
$t=4-3x^2$ ma ciò porta a $\int_-1^1\frac{1}{\sqrt{t}} d(\sqrt{\frac{4-t}{3}})$ che non ho la più pallida idea di come continuare...

Il secondo tentativo forse potrebbe portare a qualcosa ma non so bene come ho riscritto la frazione come esponente:
$ \int_-1^1(4-3x^2)^{-1/2}$

Purtroppo anche qui mi blocco...

è possibile questo passaggio?

$1/\sqrt{4} \int_-1^1 (-3x^2)^{-1/2}$

Risposte
Rigel1
Prova a usare il solito metodo di completamento del quadrato:
\[
4 - 3x^2 = 4\left[1-\left(\frac{\sqrt{3} x}{2}\right)^2\right]
\]
e poi fai il cambiamento di variabili \(t = \frac{\sqrt{3} x}{2}\) che ti riconduce a un integrale immediato.

Shingezu
Un'altra cosa mi sfugge, quando sostituisco, la x del differenziale diventa semplicemente da $dx$ $dt$ oppure devo sostituirla ricavandola dalla sostituzione stessa e mi trovo un $d(2t/\sqrt{3})$?
Perchè in tal caso non so di nuovo che fare, mi scuso per la mia ignoranza ma sto seriamente lottando contro il rifiuto degli integrali a lasciarsi capire da me, certamente le mie sono domade stupide agli occhi di chi ha il concetto ben chiaro

Rigel1
Sul tuo libro dovrebbe esserci il teorema di integrazione per sostituzione; potrebbe essere una buona idea dargli un'occhiata.
Comunque, formalmente il cambiamento di variabili è
\[
t = \frac{\sqrt{3}x}{2}\ \Longrightarrow\ dt = \frac{\sqrt{3}}{2}\, dx
\]
o, se preferisci, \( dx = \frac{2}{\sqrt{3}} dt\).

Noisemaker
Premetto che i suggerimenti che ti sono stati dati sono senz'altro i più significativi, ma mi permetto di evidenziare alcune sostituzioni particolari, che magari ti possono essere utili anche in altri contesti.
Trasformando il trinomio di secondo grado $ax^2+bx+c$ in una somma o differenza di quadrati (come tra l'atro ti è già stato suggerito), l'integrale del tipo:
\begin{align*}
\int R\left( x, \sqrt{ax^2+bx+c}\right)\,\,dx,
\end{align*}
si riconduce a una delle seguenti forme e può essere ricondotto ad una funzione razionale mediante la sostituzione indicata a fianco:
\begin{align*}
I)&\int R\left( x, \sqrt{a ^2+ x^2}\right)\,\,dx \qquad\qquad x=a\tan t \quad \text{oppure}\quad x=a\sinh t\\
II) &\int R\left( x, \sqrt{x ^2- a^2}\right)\,\,dx \qquad\qquad x=a\sec t \quad \text{oppure}\quad x=a\cosh t \\
III)&\int R\left( x, \sqrt{a ^2- x^2}\right)\,\,dx \qquad\qquad x=a\sin t \quad \text{oppure}\quad x=a\tanh t
\end{align*}
ricordando che:
\begin{align*}
\sinh t &=\frac{e^x-e^{-x}}{2}\quad &\cosh t &=\frac{e^x+e^{-x}}{2} \quad &\tanh t &=\frac{e^x-e^{-x}}{e^x+e^{-x}} \\
\sinh^{-1} x &=\ln\left(x+\sqrt{x^2+1}\right)&\quad \cosh^{-1} t &=\ln\left(x+\sqrt{x^2-1}\right) \quad &\tanh^{-1} t &=\frac{1}{2}\ln\left(\frac{1+x}{1-x }\right)
\end{align*}

allora nel tuo caso, per la ricerca dell'insieme delle primitive, avrai:

\begin{align*}
\int \frac{dx} {\sqrt{4-3x^2}}= \int \frac{dx} {\sqrt{3\left(\frac{4}{3}-x^2\right)}}=\int \frac{dx} {\sqrt 3\cdot\sqrt{ \frac{4}{3}-x^2 }}=\frac{1}{\sqrt 3}\int \frac{dx} {\sqrt{ \left(\frac{2}{\sqrt 3}\right)^2-x^2 }}
\end{align*}
a questo punto poni
\begin{align*}
x=\frac{2}{\sqrt 3}\sin t\qquad\to\qquad t=\arcsin \frac{\sqrt 3}{2}x \qquad\to\qquad dx=\frac{2}{\sqrt 3}\cos tdt\\
\end{align*}
e l'integrale diventa
\begin{align*}
\frac{1}{\sqrt 3}\int \frac{\frac{2}{\sqrt 3}\cos tdt} {\sqrt{ \left(\frac{2}{\sqrt 3}\right)^2-\left(\frac{2}{\sqrt 3}\right)^2\sin^2t }}&=\frac{1}{\sqrt 3}\int \frac{\frac{2}{\sqrt 3}\cos tdt} {\frac{2}{\sqrt 3}\cdot\sqrt{ 1-\sin^2t }}=\frac{1}{\sqrt 3}\int \frac{\cos tdt} {\cos t}=\frac{1}{\sqrt 3}\int dt=\frac{1}{\sqrt 3} t\\
&=\frac{1}{\sqrt 3} \arcsin \frac{\sqrt 3}{2}x+c
\end{align*}

infine per il calcolo del valore dell'integrale, osserva che la funzione integranda è pari, infatti $f(-x)=f(x)$, l'integrale di partenza è uguale a
\begin{align*}
\int_{-1}^1 \frac{dx} {\sqrt{4-3x^2}}= 2 \int_{0}^1 \frac{dx} {\sqrt{4-3x^2}}=2\left[\frac{1}{\sqrt 3} \arcsin \frac{\sqrt 3}{2}x\right]_{0}^1=2\left[\frac{1}{\sqrt 3} \arcsin \frac{\sqrt 3}{2}-0\right]=\frac{2\pi}{3\sqrt 3}
\end{align*}

Shingezu
Vi ringrazio entrambi, volevo dire che ho seguito il consiglio di Rigel sono andato a ripassarmi la sostituzione per parti, ma da un altro libro dal quale mi è risultato più semplice capire come funziona, il problema che ho è che non sempre riesco a "vedere" tale sostituzione, ovviamente quando mi fanno notare come si può sostituire mi sento un deficente a non averlo notato, io continuo a esercitarmi sperando di prenderci un po la mano e finalmente riconoscere le forme a cui ricondurre un integrale, più di questo non so che fare...
per quanto riguarda la risposta di Noisemaker temo sia troppo avanzata per il mio livello, ho cercato di leggerla e capirla, ma molte cose sono rimaste oscure, l'impegno che ho messo a cercare di capirla mi è sembrato dovuto visto che per scriverla avrai impiegato un bel po...
Per finire voglio ringraziare ancora una volta la comunità di questo forum che è formata da persone piene di passione che hanno la pazienza per impegnarsi a chiarire dubbi e rispondere alle domande di chi come me è proprio scarso in quel campo, veramente complimenti

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