Давайте решим данный определённый интеграл:
\[ \int_{\frac{\sqrt{3}}{5}}^{\frac{3}{5}} \frac{x}{9 + 25x^2} \, dx \]
Шаг 1: Анализ функции и метод интегрирования
Обратим внимание на вид функции: \(\frac{x}{9 + 25x^2}\). Такой интеграл хорошо решается при помощи подстановки.
Обозначим:
\[ u = 9 + 25x^2 \]
Тогда при дифференцировании:
\[ du = 50x \, dx \]
Отсюда:
\[ x \, dx = \frac{du}{50} \]
Теперь перепишем исходный интеграл:
\[ \int \frac{x}{9 + 25x^2} \, dx = \int \frac{\frac{du}{50}}{u} = \frac{1}{50} \int \frac{1}{u} \, du \]
Шаг 2: Подставляем пределы интегрирования
Перепишем пределы в терминах \(u\):
- при \(x = \frac{\sqrt{3}}{5}\):
\[ u = 9 + 25 \left(\frac{\sqrt{3}}{5}\right)^2 = 9 + 25 \frac{3}{25} = 9 + 3 = 12 \]
- при \(x = \frac{3}{5}\):
\[ u = 9 + 25 \left(\frac{3}{5}\right)^2 = 9 + 25 \frac{9}{25} = 9 + 9 = 18 \]
Шаг 3: Вычисление интеграла
Теперь:
\[ \int_{\frac{\sqrt{3}}{5}}^{\frac{3}{5}} \frac{x}{9 + 25x^2} \, dx = \frac{1}{50} \int_{12}^{18} \frac{1}{u} \, du \]
Интеграл \(\int \frac{1}{u} \, du = \ln|u|\), поэтому:
\[ \frac{1}{50} [\ln|u|]_{12}^{18} = \frac{1}{50} (\ln 18 - \ln 12) \]
Используем свойства логарифмов:
\[ = \frac{1}{50} \ln \frac{18}{12} \]
Упростим дробь:
\[ \frac{18}{12} = \frac{3 \times 6}{2 \times 6} = \frac{3}{2} \]
Ответ:
\[ \boxed{ \frac{1}{50} \ln \frac{3}{2} } \]
Это и есть значение данного определённого интеграла.