\(\int \frac {\arctan (a+b x)}{c+\frac {d}{x^2}} \, dx\) [56]

Optimal result

Integrand size = 16, antiderivative size = 668 \[ \int \frac {\arctan (a+b x)}{c+\frac {d}{x^2}} \, dx=-\frac {(1+i a+i b x) \log (1+i a+i b x)}{2 b c}-\frac {(1-i a-i b x) \log (-i (i+a+b x))}{2 b c}+\frac {i \sqrt {d} \log (1+i a+i b x) \log \left (-\frac {b \left (\sqrt {d}-\sqrt {-c} x\right )}{i \sqrt {-c}-a \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {i \sqrt {d} \log (1-i a-i b x) \log \left (\frac {b \left (\sqrt {d}-\sqrt {-c} x\right )}{i \sqrt {-c}+a \sqrt {-c}+b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}+\frac {i \sqrt {d} \log (1-i a-i b x) \log \left (-\frac {b \left (\sqrt {d}+\sqrt {-c} x\right )}{(i+a) \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {i \sqrt {d} \log (1+i a+i b x) \log \left (\frac {b \left (\sqrt {d}+\sqrt {-c} x\right )}{i \sqrt {-c}-a \sqrt {-c}+b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}+\frac {i \sqrt {d} \operatorname {PolyLog}\left (2,\frac {\sqrt {-c} (i-a-b x)}{i \sqrt {-c}-a \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {i \sqrt {d} \operatorname {PolyLog}\left (2,\frac {\sqrt {-c} (1+i a+i b x)}{(1+i a) \sqrt {-c}-i b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}+\frac {i \sqrt {d} \operatorname {PolyLog}\left (2,\frac {\sqrt {-c} (i+a+b x)}{i \sqrt {-c}+a \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {i \sqrt {d} \operatorname {PolyLog}\left (2,\frac {\sqrt {-c} (i+a+b x)}{i \sqrt {-c}+a \sqrt {-c}+b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}} \]

[Out]

-1/2*(1+I*a+I*b*x)*ln(1+I*a+I*b*x)/b/c-1/2*(1-I*a-I*b*x)*ln(-I*(I+a+b*x))/b/c+1/4*I*ln(1+I*a+I*b*x)*ln(-b*(-x*
(-c)^(1/2)+d^(1/2))/(I*(-c)^(1/2)-a*(-c)^(1/2)-b*d^(1/2)))*d^(1/2)/(-c)^(3/2)+1/4*I*ln(1-I*a-I*b*x)*ln(-b*(x*(
-c)^(1/2)+d^(1/2))/((I+a)*(-c)^(1/2)-b*d^(1/2)))*d^(1/2)/(-c)^(3/2)-1/4*I*ln(1+I*a+I*b*x)*ln(b*(x*(-c)^(1/2)+d
^(1/2))/(I*(-c)^(1/2)-a*(-c)^(1/2)+b*d^(1/2)))*d^(1/2)/(-c)^(3/2)-1/4*I*ln(1-I*a-I*b*x)*ln(b*(-x*(-c)^(1/2)+d^
(1/2))/(I*(-c)^(1/2)+a*(-c)^(1/2)+b*d^(1/2)))*d^(1/2)/(-c)^(3/2)+1/4*I*polylog(2,(I-a-b*x)*(-c)^(1/2)/(I*(-c)^
(1/2)-a*(-c)^(1/2)-b*d^(1/2)))*d^(1/2)/(-c)^(3/2)+1/4*I*polylog(2,(I+a+b*x)*(-c)^(1/2)/(I*(-c)^(1/2)+a*(-c)^(1
/2)-b*d^(1/2)))*d^(1/2)/(-c)^(3/2)-1/4*I*polylog(2,(1+I*a+I*b*x)*(-c)^(1/2)/((1+I*a)*(-c)^(1/2)-I*b*d^(1/2)))*
d^(1/2)/(-c)^(3/2)-1/4*I*polylog(2,(I+a+b*x)*(-c)^(1/2)/(I*(-c)^(1/2)+a*(-c)^(1/2)+b*d^(1/2)))*d^(1/2)/(-c)^(3
/2)

Rubi [A] (verified)

Time = 0.71 (sec) , antiderivative size = 668, normalized size of antiderivative = 1.00, number of steps used = 25, number of rules used = 7, \(\frac {\text {number of rules}}{\text {integrand size}}\) = 0.438, Rules used = {5159, 2456, 2436, 2332, 2441, 2440, 2438} \[ \int \frac {\arctan (a+b x)}{c+\frac {d}{x^2}} \, dx=\frac {i \sqrt {d} \operatorname {PolyLog}\left (2,\frac {\sqrt {-c} (-a-b x+i)}{-\sqrt {-c} a+i \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {i \sqrt {d} \operatorname {PolyLog}\left (2,\frac {\sqrt {-c} (i a+i b x+1)}{(i a+1) \sqrt {-c}-i b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}+\frac {i \sqrt {d} \operatorname {PolyLog}\left (2,\frac {\sqrt {-c} (a+b x+i)}{\sqrt {-c} a+i \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {i \sqrt {d} \operatorname {PolyLog}\left (2,\frac {\sqrt {-c} (a+b x+i)}{\sqrt {-c} a+i \sqrt {-c}+b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}+\frac {i \sqrt {d} \log (i a+i b x+1) \log \left (-\frac {b \left (\sqrt {d}-\sqrt {-c} x\right )}{a \left (-\sqrt {-c}\right )-b \sqrt {d}+i \sqrt {-c}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {i \sqrt {d} \log (i a+i b x+1) \log \left (\frac {b \left (\sqrt {-c} x+\sqrt {d}\right )}{a \left (-\sqrt {-c}\right )+b \sqrt {d}+i \sqrt {-c}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {i \sqrt {d} \log (-i a-i b x+1) \log \left (\frac {b \left (\sqrt {d}-\sqrt {-c} x\right )}{a \sqrt {-c}+b \sqrt {d}+i \sqrt {-c}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}+\frac {i \sqrt {d} \log (-i a-i b x+1) \log \left (-\frac {b \left (\sqrt {-c} x+\sqrt {d}\right )}{-b \sqrt {d}+(a+i) \sqrt {-c}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {(i a+i b x+1) \log (i a+i b x+1)}{2 b c}-\frac {(-i a-i b x+1) \log (-i (a+b x+i))}{2 b c} \]

[In]

Int[ArcTan[a + b*x]/(c + d/x^2),x]

[Out]

-1/2*((1 + I*a + I*b*x)*Log[1 + I*a + I*b*x])/(b*c) - ((1 - I*a - I*b*x)*Log[(-I)*(I + a + b*x)])/(2*b*c) + ((
I/4)*Sqrt[d]*Log[1 + I*a + I*b*x]*Log[-((b*(Sqrt[d] - Sqrt[-c]*x))/(I*Sqrt[-c] - a*Sqrt[-c] - b*Sqrt[d]))])/(-
c)^(3/2) - ((I/4)*Sqrt[d]*Log[1 - I*a - I*b*x]*Log[(b*(Sqrt[d] - Sqrt[-c]*x))/(I*Sqrt[-c] + a*Sqrt[-c] + b*Sqr
t[d])])/(-c)^(3/2) + ((I/4)*Sqrt[d]*Log[1 - I*a - I*b*x]*Log[-((b*(Sqrt[d] + Sqrt[-c]*x))/((I + a)*Sqrt[-c] -
b*Sqrt[d]))])/(-c)^(3/2) - ((I/4)*Sqrt[d]*Log[1 + I*a + I*b*x]*Log[(b*(Sqrt[d] + Sqrt[-c]*x))/(I*Sqrt[-c] - a*
Sqrt[-c] + b*Sqrt[d])])/(-c)^(3/2) + ((I/4)*Sqrt[d]*PolyLog[2, (Sqrt[-c]*(I - a - b*x))/(I*Sqrt[-c] - a*Sqrt[-
c] - b*Sqrt[d])])/(-c)^(3/2) - ((I/4)*Sqrt[d]*PolyLog[2, (Sqrt[-c]*(1 + I*a + I*b*x))/((1 + I*a)*Sqrt[-c] - I*
b*Sqrt[d])])/(-c)^(3/2) + ((I/4)*Sqrt[d]*PolyLog[2, (Sqrt[-c]*(I + a + b*x))/(I*Sqrt[-c] + a*Sqrt[-c] - b*Sqrt
[d])])/(-c)^(3/2) - ((I/4)*Sqrt[d]*PolyLog[2, (Sqrt[-c]*(I + a + b*x))/(I*Sqrt[-c] + a*Sqrt[-c] + b*Sqrt[d])])
/(-c)^(3/2)

Rule 2332

Int[Log[(c_.)*(x_)^(n_.)], x_Symbol] :> Simp[x*Log[c*x^n], x] - Simp[n*x, x] /; FreeQ[{c, n}, x]

Rule 2436

Int[((a_.) + Log[(c_.)*((d_) + (e_.)*(x_))^(n_.)]*(b_.))^(p_.), x_Symbol] :> Dist[1/e, Subst[Int[(a + b*Log[c*
x^n])^p, x], x, d + e*x], x] /; FreeQ[{a, b, c, d, e, n, p}, x]

Rule 2438

Int[Log[(c_.)*((d_) + (e_.)*(x_)^(n_.))]/(x_), x_Symbol] :> Simp[-PolyLog[2, (-c)*e*x^n]/n, x] /; FreeQ[{c, d,
e, n}, x] && EqQ[c*d, 1]

Rule 2440

Int[((a_.) + Log[(c_.)*((d_) + (e_.)*(x_))]*(b_.))/((f_.) + (g_.)*(x_)), x_Symbol] :> Dist[1/g, Subst[Int[(a +
b*Log[1 + c*e*(x/g)])/x, x], x, f + g*x], x] /; FreeQ[{a, b, c, d, e, f, g}, x] && NeQ[e*f - d*g, 0] && EqQ[g
+ c*(e*f - d*g), 0]

Rule 2441

Int[((a_.) + Log[(c_.)*((d_) + (e_.)*(x_))^(n_.)]*(b_.))/((f_.) + (g_.)*(x_)), x_Symbol] :> Simp[Log[e*((f + g
*x)/(e*f - d*g))]*((a + b*Log[c*(d + e*x)^n])/g), x] - Dist[b*e*(n/g), Int[Log[(e*(f + g*x))/(e*f - d*g)]/(d +
e*x), x], x] /; FreeQ[{a, b, c, d, e, f, g, n}, x] && NeQ[e*f - d*g, 0]

Rule 2456

Int[((a_.) + Log[(c_.)*((d_) + (e_.)*(x_))^(n_.)]*(b_.))^(p_.)*((f_) + (g_.)*(x_)^(r_))^(q_.), x_Symbol] :> In
t[ExpandIntegrand[(a + b*Log[c*(d + e*x)^n])^p, (f + g*x^r)^q, x], x] /; FreeQ[{a, b, c, d, e, f, g, n, r}, x]
&& IGtQ[p, 0] && IntegerQ[q] && (GtQ[q, 0] || (IntegerQ[r] && NeQ[r, 1]))

Rule 5159

Int[ArcTan[(a_) + (b_.)*(x_)]/((c_) + (d_.)*(x_)^(n_.)), x_Symbol] :> Dist[I/2, Int[Log[1 - I*a - I*b*x]/(c +
d*x^n), x], x] - Dist[I/2, Int[Log[1 + I*a + I*b*x]/(c + d*x^n), x], x] /; FreeQ[{a, b, c, d}, x] && RationalQ
[n]

Rubi steps \begin{align*} \text {integral}& = \frac {1}{2} i \int \frac {\log (1-i a-i b x)}{c+\frac {d}{x^2}} \, dx-\frac {1}{2} i \int \frac {\log (1+i a+i b x)}{c+\frac {d}{x^2}} \, dx \\ & = \frac {1}{2} i \int \left (\frac {\log (1-i a-i b x)}{c}-\frac {d \log (1-i a-i b x)}{c \left (d+c x^2\right )}\right ) \, dx-\frac {1}{2} i \int \left (\frac {\log (1+i a+i b x)}{c}-\frac {d \log (1+i a+i b x)}{c \left (d+c x^2\right )}\right ) \, dx \\ & = \frac {i \int \log (1-i a-i b x) \, dx}{2 c}-\frac {i \int \log (1+i a+i b x) \, dx}{2 c}-\frac {(i d) \int \frac {\log (1-i a-i b x)}{d+c x^2} \, dx}{2 c}+\frac {(i d) \int \frac {\log (1+i a+i b x)}{d+c x^2} \, dx}{2 c} \\ & = -\frac {\text {Subst}(\int \log (x) \, dx,x,1-i a-i b x)}{2 b c}-\frac {\text {Subst}(\int \log (x) \, dx,x,1+i a+i b x)}{2 b c}-\frac {(i d) \int \left (\frac {\log (1-i a-i b x)}{2 \sqrt {d} \left (\sqrt {d}-\sqrt {-c} x\right )}+\frac {\log (1-i a-i b x)}{2 \sqrt {d} \left (\sqrt {d}+\sqrt {-c} x\right )}\right ) \, dx}{2 c}+\frac {(i d) \int \left (\frac {\log (1+i a+i b x)}{2 \sqrt {d} \left (\sqrt {d}-\sqrt {-c} x\right )}+\frac {\log (1+i a+i b x)}{2 \sqrt {d} \left (\sqrt {d}+\sqrt {-c} x\right )}\right ) \, dx}{2 c} \\ & = -\frac {(1+i a+i b x) \log (1+i a+i b x)}{2 b c}-\frac {(1-i a-i b x) \log (-i (i+a+b x))}{2 b c}-\frac {\left (i \sqrt {d}\right ) \int \frac {\log (1-i a-i b x)}{\sqrt {d}-\sqrt {-c} x} \, dx}{4 c}-\frac {\left (i \sqrt {d}\right ) \int \frac {\log (1-i a-i b x)}{\sqrt {d}+\sqrt {-c} x} \, dx}{4 c}+\frac {\left (i \sqrt {d}\right ) \int \frac {\log (1+i a+i b x)}{\sqrt {d}-\sqrt {-c} x} \, dx}{4 c}+\frac {\left (i \sqrt {d}\right ) \int \frac {\log (1+i a+i b x)}{\sqrt {d}+\sqrt {-c} x} \, dx}{4 c} \\ & = -\frac {(1+i a+i b x) \log (1+i a+i b x)}{2 b c}-\frac {(1-i a-i b x) \log (-i (i+a+b x))}{2 b c}+\frac {i \sqrt {d} \log (1+i a+i b x) \log \left (-\frac {b \left (\sqrt {d}-\sqrt {-c} x\right )}{i \sqrt {-c}-a \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {i \sqrt {d} \log (1-i a-i b x) \log \left (\frac {b \left (\sqrt {d}-\sqrt {-c} x\right )}{i \sqrt {-c}+a \sqrt {-c}+b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}+\frac {i \sqrt {d} \log (1-i a-i b x) \log \left (-\frac {b \left (\sqrt {d}+\sqrt {-c} x\right )}{(i+a) \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {i \sqrt {d} \log (1+i a+i b x) \log \left (\frac {b \left (\sqrt {d}+\sqrt {-c} x\right )}{i \sqrt {-c}-a \sqrt {-c}+b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}+\frac {\left (b \sqrt {d}\right ) \int \frac {\log \left (-\frac {i b \left (\sqrt {d}-\sqrt {-c} x\right )}{(1-i a) \sqrt {-c}-i b \sqrt {d}}\right )}{1-i a-i b x} \, dx}{4 (-c)^{3/2}}+\frac {\left (b \sqrt {d}\right ) \int \frac {\log \left (\frac {i b \left (\sqrt {d}-\sqrt {-c} x\right )}{(1+i a) \sqrt {-c}+i b \sqrt {d}}\right )}{1+i a+i b x} \, dx}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {\left (b \sqrt {d}\right ) \int \frac {\log \left (-\frac {i b \left (\sqrt {d}+\sqrt {-c} x\right )}{-\left ((1-i a) \sqrt {-c}\right )-i b \sqrt {d}}\right )}{1-i a-i b x} \, dx}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {\left (b \sqrt {d}\right ) \int \frac {\log \left (\frac {i b \left (\sqrt {d}+\sqrt {-c} x\right )}{-\left ((1+i a) \sqrt {-c}\right )+i b \sqrt {d}}\right )}{1+i a+i b x} \, dx}{4 (-c)^{3/2}} \\ & = -\frac {(1+i a+i b x) \log (1+i a+i b x)}{2 b c}-\frac {(1-i a-i b x) \log (-i (i+a+b x))}{2 b c}+\frac {i \sqrt {d} \log (1+i a+i b x) \log \left (-\frac {b \left (\sqrt {d}-\sqrt {-c} x\right )}{i \sqrt {-c}-a \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {i \sqrt {d} \log (1-i a-i b x) \log \left (\frac {b \left (\sqrt {d}-\sqrt {-c} x\right )}{i \sqrt {-c}+a \sqrt {-c}+b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}+\frac {i \sqrt {d} \log (1-i a-i b x) \log \left (-\frac {b \left (\sqrt {d}+\sqrt {-c} x\right )}{(i+a) \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {i \sqrt {d} \log (1+i a+i b x) \log \left (\frac {b \left (\sqrt {d}+\sqrt {-c} x\right )}{i \sqrt {-c}-a \sqrt {-c}+b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {\left (i \sqrt {d}\right ) \text {Subst}\left (\int \frac {\log \left (1+\frac {\sqrt {-c} x}{-\left ((1-i a) \sqrt {-c}\right )-i b \sqrt {d}}\right )}{x} \, dx,x,1-i a-i b x\right )}{4 (-c)^{3/2}}+\frac {\left (i \sqrt {d}\right ) \text {Subst}\left (\int \frac {\log \left (1-\frac {\sqrt {-c} x}{(1-i a) \sqrt {-c}-i b \sqrt {d}}\right )}{x} \, dx,x,1-i a-i b x\right )}{4 (-c)^{3/2}}+\frac {\left (i \sqrt {d}\right ) \text {Subst}\left (\int \frac {\log \left (1+\frac {\sqrt {-c} x}{-\left ((1+i a) \sqrt {-c}\right )+i b \sqrt {d}}\right )}{x} \, dx,x,1+i a+i b x\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {\left (i \sqrt {d}\right ) \text {Subst}\left (\int \frac {\log \left (1-\frac {\sqrt {-c} x}{(1+i a) \sqrt {-c}+i b \sqrt {d}}\right )}{x} \, dx,x,1+i a+i b x\right )}{4 (-c)^{3/2}} \\ & = -\frac {(1+i a+i b x) \log (1+i a+i b x)}{2 b c}-\frac {(1-i a-i b x) \log (-i (i+a+b x))}{2 b c}+\frac {i \sqrt {d} \log (1+i a+i b x) \log \left (-\frac {b \left (\sqrt {d}-\sqrt {-c} x\right )}{i \sqrt {-c}-a \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {i \sqrt {d} \log (1-i a-i b x) \log \left (\frac {b \left (\sqrt {d}-\sqrt {-c} x\right )}{i \sqrt {-c}+a \sqrt {-c}+b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}+\frac {i \sqrt {d} \log (1-i a-i b x) \log \left (-\frac {b \left (\sqrt {d}+\sqrt {-c} x\right )}{(i+a) \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {i \sqrt {d} \log (1+i a+i b x) \log \left (\frac {b \left (\sqrt {d}+\sqrt {-c} x\right )}{i \sqrt {-c}-a \sqrt {-c}+b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}+\frac {i \sqrt {d} \operatorname {PolyLog}\left (2,\frac {\sqrt {-c} (i-a-b x)}{i \sqrt {-c}-a \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {i \sqrt {d} \operatorname {PolyLog}\left (2,\frac {\sqrt {-c} (1+i a+i b x)}{(1+i a) \sqrt {-c}-i b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}+\frac {i \sqrt {d} \operatorname {PolyLog}\left (2,\frac {\sqrt {-c} (i+a+b x)}{i \sqrt {-c}+a \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}}-\frac {i \sqrt {d} \operatorname {PolyLog}\left (2,\frac {\sqrt {-c} (i+a+b x)}{i \sqrt {-c}+a \sqrt {-c}+b \sqrt {d}}\right )}{4 (-c)^{3/2}} \\ \end{align*}

Mathematica [A] (verified)

Time = 0.47 (sec) , antiderivative size = 660, normalized size of antiderivative = 0.99 \[ \int \frac {\arctan (a+b x)}{c+\frac {d}{x^2}} \, dx=-\frac {i \left (2 i \sqrt {-c} \log (1+i a+i b x)-2 a \sqrt {-c} \log (1+i a+i b x)-2 b \sqrt {-c} x \log (1+i a+i b x)+2 i \sqrt {-c} \log (-i (i+a+b x))+2 a \sqrt {-c} \log (-i (i+a+b x))+2 b \sqrt {-c} x \log (-i (i+a+b x))-b \sqrt {d} \log (1+i a+i b x) \log \left (\frac {b \left (\sqrt {d}-\sqrt {-c} x\right )}{-i \sqrt {-c}+a \sqrt {-c}+b \sqrt {d}}\right )+b \sqrt {d} \log (-i (i+a+b x)) \log \left (\frac {b \left (\sqrt {d}-\sqrt {-c} x\right )}{i \sqrt {-c}+a \sqrt {-c}+b \sqrt {d}}\right )-b \sqrt {d} \log (-i (i+a+b x)) \log \left (-\frac {b \left (\sqrt {d}+\sqrt {-c} x\right )}{(i+a) \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )+b \sqrt {d} \log (1+i a+i b x) \log \left (\frac {b \left (\sqrt {d}+\sqrt {-c} x\right )}{i \sqrt {-c}-a \sqrt {-c}+b \sqrt {d}}\right )+b \sqrt {d} \operatorname {PolyLog}\left (2,\frac {\sqrt {-c} (-i+a+b x)}{-i \sqrt {-c}+a \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )-b \sqrt {d} \operatorname {PolyLog}\left (2,\frac {\sqrt {-c} (-i+a+b x)}{-i \sqrt {-c}+a \sqrt {-c}+b \sqrt {d}}\right )-b \sqrt {d} \operatorname {PolyLog}\left (2,\frac {\sqrt {-c} (i+a+b x)}{i \sqrt {-c}+a \sqrt {-c}-b \sqrt {d}}\right )+b \sqrt {d} \operatorname {PolyLog}\left (2,\frac {\sqrt {-c} (i+a+b x)}{i \sqrt {-c}+a \sqrt {-c}+b \sqrt {d}}\right )\right )}{4 b (-c)^{3/2}} \]

[In]

Integrate[ArcTan[a + b*x]/(c + d/x^2),x]

[Out]

((-1/4*I)*((2*I)*Sqrt[-c]*Log[1 + I*a + I*b*x] - 2*a*Sqrt[-c]*Log[1 + I*a + I*b*x] - 2*b*Sqrt[-c]*x*Log[1 + I*
a + I*b*x] + (2*I)*Sqrt[-c]*Log[(-I)*(I + a + b*x)] + 2*a*Sqrt[-c]*Log[(-I)*(I + a + b*x)] + 2*b*Sqrt[-c]*x*Lo
g[(-I)*(I + a + b*x)] - b*Sqrt[d]*Log[1 + I*a + I*b*x]*Log[(b*(Sqrt[d] - Sqrt[-c]*x))/((-I)*Sqrt[-c] + a*Sqrt[
-c] + b*Sqrt[d])] + b*Sqrt[d]*Log[(-I)*(I + a + b*x)]*Log[(b*(Sqrt[d] - Sqrt[-c]*x))/(I*Sqrt[-c] + a*Sqrt[-c]
+ b*Sqrt[d])] - b*Sqrt[d]*Log[(-I)*(I + a + b*x)]*Log[-((b*(Sqrt[d] + Sqrt[-c]*x))/((I + a)*Sqrt[-c] - b*Sqrt[
d]))] + b*Sqrt[d]*Log[1 + I*a + I*b*x]*Log[(b*(Sqrt[d] + Sqrt[-c]*x))/(I*Sqrt[-c] - a*Sqrt[-c] + b*Sqrt[d])] +
b*Sqrt[d]*PolyLog[2, (Sqrt[-c]*(-I + a + b*x))/((-I)*Sqrt[-c] + a*Sqrt[-c] - b*Sqrt[d])] - b*Sqrt[d]*PolyLog[
2, (Sqrt[-c]*(-I + a + b*x))/((-I)*Sqrt[-c] + a*Sqrt[-c] + b*Sqrt[d])] - b*Sqrt[d]*PolyLog[2, (Sqrt[-c]*(I + a
+ b*x))/(I*Sqrt[-c] + a*Sqrt[-c] - b*Sqrt[d])] + b*Sqrt[d]*PolyLog[2, (Sqrt[-c]*(I + a + b*x))/(I*Sqrt[-c] +
a*Sqrt[-c] + b*Sqrt[d])]))/(b*(-c)^(3/2))

Maple [A] (verified)

Time = 1.88 (sec) , antiderivative size = 647, normalized size of antiderivative = 0.97

method	result	size
risch	\(\frac {i \ln \left (-b x i-i a +1\right ) x}{2 c}+\frac {i \ln \left (-b x i-i a +1\right ) a}{2 b c}-\frac {i \ln \left (b x i+i a +1\right ) x}{2 c}-\frac {i \ln \left (b x i+i a +1\right ) a}{2 b c}-\frac {\ln \left (-b x i-i a +1\right )}{2 b c}+\frac {1}{b c}-\frac {\ln \left (-b x i-i a +1\right ) \sqrt {c d}\, \ln \left (\frac {i a c -b \sqrt {c d}+\left (-b x i-i a +1\right ) c -c}{i a c -b \sqrt {c d}-c}\right )}{4 c^{2}}+\frac {\ln \left (-b x i-i a +1\right ) \sqrt {c d}\, \ln \left (\frac {i a c +b \sqrt {c d}+\left (-b x i-i a +1\right ) c -c}{i a c +b \sqrt {c d}-c}\right )}{4 c^{2}}-\frac {\operatorname {dilog}\left (\frac {i a c -b \sqrt {c d}+\left (-b x i-i a +1\right ) c -c}{i a c -b \sqrt {c d}-c}\right ) \sqrt {c d}}{4 c^{2}}+\frac {\operatorname {dilog}\left (\frac {i a c +b \sqrt {c d}+\left (-b x i-i a +1\right ) c -c}{i a c +b \sqrt {c d}-c}\right ) \sqrt {c d}}{4 c^{2}}-\frac {\ln \left (b x i+i a +1\right )}{2 b c}-\frac {\ln \left (b x i+i a +1\right ) \sqrt {c d}\, \ln \left (\frac {i a c +b \sqrt {c d}-\left (b x i+i a +1\right ) c +c}{i a c +b \sqrt {c d}+c}\right )}{4 c^{2}}+\frac {\ln \left (b x i+i a +1\right ) \sqrt {c d}\, \ln \left (\frac {i a c -b \sqrt {c d}-\left (b x i+i a +1\right ) c +c}{i a c -b \sqrt {c d}+c}\right )}{4 c^{2}}-\frac {\sqrt {c d}\, \operatorname {dilog}\left (\frac {i a c +b \sqrt {c d}-\left (b x i+i a +1\right ) c +c}{i a c +b \sqrt {c d}+c}\right )}{4 c^{2}}+\frac {\sqrt {c d}\, \operatorname {dilog}\left (\frac {i a c -b \sqrt {c d}-\left (b x i+i a +1\right ) c +c}{i a c -b \sqrt {c d}+c}\right )}{4 c^{2}}\)	\(647\)
derivativedivides	\(\text {Expression too large to display}\)	\(11527\)
default	\(\text {Expression too large to display}\)	\(11527\)

[In]

int(arctan(b*x+a)/(c+d/x^2),x,method=_RETURNVERBOSE)

[Out]

1/2*I/c*ln(1-I*a-I*b*x)*x+1/2*I/b/c*ln(1-I*a-I*b*x)*a-1/2*I/c*ln(1+I*a+I*b*x)*x-1/2*I/b/c*ln(1+I*a+I*b*x)*a-1/
2/b/c*ln(1-I*a-I*b*x)+1/b/c-1/4/c^2*ln(1-I*a-I*b*x)*(c*d)^(1/2)*ln((I*a*c-b*(c*d)^(1/2)+(1-I*a-I*b*x)*c-c)/(I*
a*c-b*(c*d)^(1/2)-c))+1/4/c^2*ln(1-I*a-I*b*x)*(c*d)^(1/2)*ln((I*a*c+b*(c*d)^(1/2)+(1-I*a-I*b*x)*c-c)/(I*a*c+b*
(c*d)^(1/2)-c))-1/4/c^2*dilog((I*a*c-b*(c*d)^(1/2)+(1-I*a-I*b*x)*c-c)/(I*a*c-b*(c*d)^(1/2)-c))*(c*d)^(1/2)+1/4
/c^2*dilog((I*a*c+b*(c*d)^(1/2)+(1-I*a-I*b*x)*c-c)/(I*a*c+b*(c*d)^(1/2)-c))*(c*d)^(1/2)-1/2/b/c*ln(1+I*a+I*b*x
)-1/4/c^2*ln(1+I*a+I*b*x)*(c*d)^(1/2)*ln((I*a*c+b*(c*d)^(1/2)-(1+I*a+I*b*x)*c+c)/(I*a*c+b*(c*d)^(1/2)+c))+1/4/
c^2*ln(1+I*a+I*b*x)*(c*d)^(1/2)*ln((I*a*c-b*(c*d)^(1/2)-(1+I*a+I*b*x)*c+c)/(I*a*c-b*(c*d)^(1/2)+c))-1/4/c^2*(c
*d)^(1/2)*dilog((I*a*c+b*(c*d)^(1/2)-(1+I*a+I*b*x)*c+c)/(I*a*c+b*(c*d)^(1/2)+c))+1/4/c^2*(c*d)^(1/2)*dilog((I*
a*c-b*(c*d)^(1/2)-(1+I*a+I*b*x)*c+c)/(I*a*c-b*(c*d)^(1/2)+c))

Fricas [F]

\[ \int \frac {\arctan (a+b x)}{c+\frac {d}{x^2}} \, dx=\int { \frac {\arctan \left (b x + a\right )}{c + \frac {d}{x^{2}}} \,d x } \]

[In]

integrate(arctan(b*x+a)/(c+d/x^2),x, algorithm="fricas")

[Out]

integral(x^2*arctan(b*x + a)/(c*x^2 + d), x)

Sympy [F(-1)]

Timed out. \[ \int \frac {\arctan (a+b x)}{c+\frac {d}{x^2}} \, dx=\text {Timed out} \]

[In]

integrate(atan(b*x+a)/(c+d/x**2),x)

[Out]

Timed out

Maxima [B] (verification not implemented)

Both result and optimal contain complex but leaf count of result is larger than twice the leaf count of optimal. 8518 vs. \(2 (466) = 932\).

Time = 0.91 (sec) , antiderivative size = 8518, normalized size of antiderivative = 12.75 \[ \int \frac {\arctan (a+b x)}{c+\frac {d}{x^2}} \, dx=\text {Too large to display} \]

[In]

integrate(arctan(b*x+a)/(c+d/x^2),x, algorithm="maxima")

[Out]

-(d*arctan(c*x/sqrt(c*d))/(sqrt(c*d)*c) - x/c)*arctan(b*x + a) + 1/8*(8*a*c*arctan(b*x + a) + (4*b*arctan(sqrt
(c)*x/sqrt(d))*arctan2((2*a*b^2*c*d + (a*b^3*d + (a^3 + a)*b*c + (b^4*d + (a^2 + 3)*b^2*c)*x)*sqrt(c)*sqrt(d)
+ (3*b^3*c*d + (a^2 + 1)*b*c^2)*x)/(b^4*d^2 + 2*(a^2 + 3)*b^2*c*d + (a^4 + 2*a^2 + 1)*c^2 + 4*(b^3*d + (a^2 +
1)*b*c)*sqrt(c)*sqrt(d)), ((a^2 + 3)*b^2*c*d + (a^4 + 2*a^2 + 1)*c^2 + (2*a*b^2*c*x + b^3*d + 3*(a^2 + 1)*b*c)
*sqrt(c)*sqrt(d) + (a*b^3*c*d + (a^3 + a)*b*c^2)*x)/(b^4*d^2 + 2*(a^2 + 3)*b^2*c*d + (a^4 + 2*a^2 + 1)*c^2 + 4
*(b^3*d + (a^2 + 1)*b*c)*sqrt(c)*sqrt(d))) + 4*b*arctan(sqrt(c)*x/sqrt(d))*arctan2((2*a*b^2*c*d - (a*b^3*d + (
a^3 + a)*b*c + (b^4*d + (a^2 + 3)*b^2*c)*x)*sqrt(c)*sqrt(d) + (3*b^3*c*d + (a^2 + 1)*b*c^2)*x)/(b^4*d^2 + 2*(a
^2 + 3)*b^2*c*d + (a^4 + 2*a^2 + 1)*c^2 - 4*(b^3*d + (a^2 + 1)*b*c)*sqrt(c)*sqrt(d)), ((a^2 + 3)*b^2*c*d + (a^
4 + 2*a^2 + 1)*c^2 - (2*a*b^2*c*x + b^3*d + 3*(a^2 + 1)*b*c)*sqrt(c)*sqrt(d) + (a*b^3*c*d + (a^3 + a)*b*c^2)*x
)/(b^4*d^2 + 2*(a^2 + 3)*b^2*c*d + (a^4 + 2*a^2 + 1)*c^2 - 4*(b^3*d + (a^2 + 1)*b*c)*sqrt(c)*sqrt(d))) + b*log
(c*x^2 + d)*log(((a^2 + 1)*b^22*c*d^11 + 11*(a^4 + 22*a^2 + 21)*b^20*c^2*d^10 + 55*(a^6 + 39*a^4 + 171*a^2 + 1
33)*b^18*c^3*d^9 + 33*(5*a^8 + 260*a^6 + 1870*a^4 + 3876*a^2 + 2261)*b^16*c^4*d^8 + 330*(a^10 + 61*a^8 + 570*a
^6 + 1802*a^4 + 2261*a^2 + 969)*b^14*c^5*d^7 + 22*(21*a^12 + 1386*a^10 + 15015*a^8 + 60060*a^6 + 109395*a^4 +
92378*a^2 + 29393)*b^12*c^6*d^6 + 22*(21*a^14 + 1407*a^12 + 16401*a^10 + 75075*a^8 + 169455*a^6 + 201773*a^4 +
121771*a^2 + 29393)*b^10*c^7*d^5 + 330*(a^16 + 64*a^14 + 756*a^12 + 3696*a^10 + 9438*a^8 + 13728*a^6 + 11492*
a^4 + 5168*a^2 + 969)*b^8*c^8*d^4 + 33*(5*a^18 + 285*a^16 + 3220*a^14 + 15876*a^12 + 42966*a^10 + 70070*a^8 +
70980*a^6 + 43860*a^4 + 15181*a^2 + 2261)*b^6*c^9*d^3 + 55*(a^20 + 46*a^18 + 465*a^16 + 2184*a^14 + 5922*a^12
+ 10164*a^10 + 11466*a^8 + 8520*a^6 + 4029*a^4 + 1102*a^2 + 133)*b^4*c^10*d^2 + 11*(a^22 + 31*a^20 + 255*a^18
+ 1065*a^16 + 2730*a^14 + 4662*a^12 + 5502*a^10 + 4530*a^8 + 2565*a^6 + 955*a^4 + 211*a^2 + 21)*b^2*c^11*d + (
a^24 + 12*a^22 + 66*a^20 + 220*a^18 + 495*a^16 + 792*a^14 + 924*a^12 + 792*a^10 + 495*a^8 + 220*a^6 + 66*a^4 +
12*a^2 + 1)*c^12 + (b^24*c*d^11 + 11*(a^2 + 21)*b^22*c^2*d^10 + 55*(a^4 + 38*a^2 + 133)*b^20*c^3*d^9 + 33*(5*
a^6 + 255*a^4 + 1615*a^2 + 2261)*b^18*c^4*d^8 + 330*(a^8 + 60*a^6 + 510*a^4 + 1292*a^2 + 969)*b^16*c^5*d^7 + 2
2*(21*a^10 + 1365*a^8 + 13650*a^6 + 46410*a^4 + 62985*a^2 + 29393)*b^14*c^6*d^6 + 22*(21*a^12 + 1386*a^10 + 15
015*a^8 + 60060*a^6 + 109395*a^4 + 92378*a^2 + 29393)*b^12*c^7*d^5 + 330*(a^14 + 63*a^12 + 693*a^10 + 3003*a^8
+ 6435*a^6 + 7293*a^4 + 4199*a^2 + 969)*b^10*c^8*d^4 + 33*(5*a^16 + 280*a^14 + 2940*a^12 + 12936*a^10 + 30030
*a^8 + 40040*a^6 + 30940*a^4 + 12920*a^2 + 2261)*b^8*c^9*d^3 + 55*(a^18 + 45*a^16 + 420*a^14 + 1764*a^12 + 415
8*a^10 + 6006*a^8 + 5460*a^6 + 3060*a^4 + 969*a^2 + 133)*b^6*c^10*d^2 + 11*(a^20 + 30*a^18 + 225*a^16 + 840*a^
14 + 1890*a^12 + 2772*a^10 + 2730*a^8 + 1800*a^6 + 765*a^4 + 190*a^2 + 21)*b^4*c^11*d + (a^22 + 11*a^20 + 55*a
^18 + 165*a^16 + 330*a^14 + 462*a^12 + 462*a^10 + 330*a^8 + 165*a^6 + 55*a^4 + 11*a^2 + 1)*b^2*c^12)*x^2 + 2*(
11*(a^2 + 1)*b^21*c*d^10 + 110*(a^4 + 8*a^2 + 7)*b^19*c^2*d^9 + 33*(15*a^6 + 205*a^4 + 589*a^2 + 399)*b^17*c^3
*d^8 + 264*(5*a^8 + 90*a^6 + 408*a^4 + 646*a^2 + 323)*b^15*c^4*d^7 + 110*(21*a^10 + 441*a^8 + 2562*a^6 + 6018*
a^4 + 6137*a^2 + 2261)*b^13*c^5*d^6 + 4*(693*a^12 + 15708*a^10 + 105105*a^8 + 308880*a^6 + 449735*a^4 + 319124
*a^2 + 88179)*b^11*c^6*d^5 + 110*(21*a^14 + 483*a^12 + 3465*a^10 + 11583*a^8 + 20735*a^6 + 20553*a^4 + 10659*a
^2 + 2261)*b^9*c^7*d^4 + 264*(5*a^16 + 110*a^14 + 798*a^12 + 2838*a^10 + 5720*a^8 + 6890*a^6 + 4930*a^4 + 1938
*a^2 + 323)*b^7*c^8*d^3 + 33*(15*a^18 + 295*a^16 + 2044*a^14 + 7308*a^12 + 15554*a^10 + 20930*a^8 + 18060*a^6
+ 9724*a^4 + 2983*a^2 + 399)*b^5*c^9*d^2 + 110*(a^20 + 16*a^18 + 99*a^16 + 336*a^14 + 714*a^12 + 1008*a^10 + 9
66*a^8 + 624*a^6 + 261*a^4 + 64*a^2 + 7)*b^3*c^10*d + 11*(a^22 + 11*a^20 + 55*a^18 + 165*a^16 + 330*a^14 + 462
*a^12 + 462*a^10 + 330*a^8 + 165*a^6 + 55*a^4 + 11*a^2 + 1)*b*c^11 + (11*b^23*c*d^10 + 110*(a^2 + 7)*b^21*c^2*
d^9 + 33*(15*a^4 + 190*a^2 + 399)*b^19*c^3*d^8 + 264*(5*a^6 + 85*a^4 + 323*a^2 + 323)*b^17*c^4*d^7 + 110*(21*a
^8 + 420*a^6 + 2142*a^4 + 3876*a^2 + 2261)*b^15*c^5*d^6 + 4*(693*a^10 + 15015*a^8 + 90090*a^6 + 218790*a^4 + 2
30945*a^2 + 88179)*b^13*c^6*d^5 + 110*(21*a^12 + 462*a^10 + 3003*a^8 + 8580*a^6 + 12155*a^4 + 8398*a^2 + 2261)
*b^11*c^7*d^4 + 264*(5*a^14 + 105*a^12 + 693*a^10 + 2145*a^8 + 3575*a^6 + 3315*a^4 + 1615*a^2 + 323)*b^9*c^8*d
^3 + 33*(15*a^16 + 280*a^14 + 1764*a^12 + 5544*a^10 + 10010*a^8 + 10920*a^6 + 7140*a^4 + 2584*a^2 + 399)*b^7*c
^9*d^2 + 110*(a^18 + 15*a^16 + 84*a^14 + 252*a^12 + 462*a^10 + 546*a^8 + 420*a^6 + 204*a^4 + 57*a^2 + 7)*b^5*c
^10*d + 11*(a^20 + 10*a^18 + 45*a^16 + 120*a^14 + 210*a^12 + 252*a^10 + 210*a^8 + 120*a^6 + 45*a^4 + 10*a^2 +
1)*b^3*c^11)*x^2 + 2*(11*a*b^22*c*d^10 + 110*(a^3 + 7*a)*b^20*c^2*d^9 + 33*(15*a^5 + 190*a^3 + 399*a)*b^18*c^3
*d^8 + 264*(5*a^7 + 85*a^5 + 323*a^3 + 323*a)*b^16*c^4*d^7 + 110*(21*a^9 + 420*a^7 + 2142*a^5 + 3876*a^3 + 226
1*a)*b^14*c^5*d^6 + 4*(693*a^11 + 15015*a^9 + 90090*a^7 + 218790*a^5 + 230945*a^3 + 88179*a)*b^12*c^6*d^5 + 11
0*(21*a^13 + 462*a^11 + 3003*a^9 + 8580*a^7 + 12155*a^5 + 8398*a^3 + 2261*a)*b^10*c^7*d^4 + 264*(5*a^15 + 105*
a^13 + 693*a^11 + 2145*a^9 + 3575*a^7 + 3315*a^5 + 1615*a^3 + 323*a)*b^8*c^8*d^3 + 33*(15*a^17 + 280*a^15 + 17
64*a^13 + 5544*a^11 + 10010*a^9 + 10920*a^7 + 7140*a^5 + 2584*a^3 + 399*a)*b^6*c^9*d^2 + 110*(a^19 + 15*a^17 +
84*a^15 + 252*a^13 + 462*a^11 + 546*a^9 + 420*a^7 + 204*a^5 + 57*a^3 + 7*a)*b^4*c^10*d + 11*(a^21 + 10*a^19 +
45*a^17 + 120*a^15 + 210*a^13 + 252*a^11 + 210*a^9 + 120*a^7 + 45*a^5 + 10*a^3 + a)*b^2*c^11)*x)*sqrt(c)*sqrt
(d) + 2*(a*b^23*c*d^11 + 11*(a^3 + 21*a)*b^21*c^2*d^10 + 55*(a^5 + 38*a^3 + 133*a)*b^19*c^3*d^9 + 33*(5*a^7 +
255*a^5 + 1615*a^3 + 2261*a)*b^17*c^4*d^8 + 330*(a^9 + 60*a^7 + 510*a^5 + 1292*a^3 + 969*a)*b^15*c^5*d^7 + 22*
(21*a^11 + 1365*a^9 + 13650*a^7 + 46410*a^5 + 62985*a^3 + 29393*a)*b^13*c^6*d^6 + 22*(21*a^13 + 1386*a^11 + 15
015*a^9 + 60060*a^7 + 109395*a^5 + 92378*a^3 + 29393*a)*b^11*c^7*d^5 + 330*(a^15 + 63*a^13 + 693*a^11 + 3003*a
^9 + 6435*a^7 + 7293*a^5 + 4199*a^3 + 969*a)*b^9*c^8*d^4 + 33*(5*a^17 + 280*a^15 + 2940*a^13 + 12936*a^11 + 30
030*a^9 + 40040*a^7 + 30940*a^5 + 12920*a^3 + 2261*a)*b^7*c^9*d^3 + 55*(a^19 + 45*a^17 + 420*a^15 + 1764*a^13
+ 4158*a^11 + 6006*a^9 + 5460*a^7 + 3060*a^5 + 969*a^3 + 133*a)*b^5*c^10*d^2 + 11*(a^21 + 30*a^19 + 225*a^17 +
840*a^15 + 1890*a^13 + 2772*a^11 + 2730*a^9 + 1800*a^7 + 765*a^5 + 190*a^3 + 21*a)*b^3*c^11*d + (a^23 + 11*a^
21 + 55*a^19 + 165*a^17 + 330*a^15 + 462*a^13 + 462*a^11 + 330*a^9 + 165*a^7 + 55*a^5 + 11*a^3 + a)*b*c^12)*x)
/(b^24*d^12 + 12*(a^2 + 23)*b^22*c*d^11 + 66*(a^4 + 42*a^2 + 161)*b^20*c^2*d^10 + 44*(5*a^6 + 285*a^4 + 1995*a
^2 + 3059)*b^18*c^3*d^9 + 99*(5*a^8 + 340*a^6 + 3230*a^4 + 9044*a^2 + 7429)*b^16*c^4*d^8 + 264*(3*a^10 + 225*a
^8 + 2550*a^6 + 9690*a^4 + 14535*a^2 + 7429)*b^14*c^5*d^7 + 4*(231*a^12 + 18018*a^10 + 225225*a^8 + 1021020*a^
6 + 2078505*a^4 + 1939938*a^2 + 676039)*b^12*c^6*d^6 + 264*(3*a^14 + 231*a^12 + 3003*a^10 + 15015*a^8 + 36465*
a^6 + 46189*a^4 + 29393*a^2 + 7429)*b^10*c^7*d^5 + 99*(5*a^16 + 360*a^14 + 4620*a^12 + 24024*a^10 + 64350*a^8
+ 97240*a^6 + 83980*a^4 + 38760*a^2 + 7429)*b^8*c^8*d^4 + 44*(5*a^18 + 315*a^16 + 3780*a^14 + 19404*a^12 + 540
54*a^10 + 90090*a^8 + 92820*a^6 + 58140*a^4 + 20349*a^2 + 3059)*b^6*c^9*d^3 + 66*(a^20 + 50*a^18 + 525*a^16 +
2520*a^14 + 6930*a^12 + 12012*a^10 + 13650*a^8 + 10200*a^6 + 4845*a^4 + 1330*a^2 + 161)*b^4*c^10*d^2 + 12*(a^2
2 + 33*a^20 + 275*a^18 + 1155*a^16 + 2970*a^14 + 5082*a^12 + 6006*a^10 + 4950*a^8 + 2805*a^6 + 1045*a^4 + 231*
a^2 + 23)*b^2*c^11*d + (a^24 + 12*a^22 + 66*a^20 + 220*a^18 + 495*a^16 + 792*a^14 + 924*a^12 + 792*a^10 + 495*
a^8 + 220*a^6 + 66*a^4 + 12*a^2 + 1)*c^12 + 8*(3*b^23*d^11 + 11*(3*a^2 + 23)*b^21*c*d^10 + 33*(5*a^4 + 70*a^2
+ 161)*b^19*c^2*d^9 + 99*(5*a^6 + 95*a^4 + 399*a^2 + 437)*b^17*c^3*d^8 + 22*(45*a^8 + 1020*a^6 + 5814*a^4 + 11
628*a^2 + 7429)*b^15*c^4*d^7 + 6*(231*a^10 + 5775*a^8 + 39270*a^6 + 106590*a^4 + 124355*a^2 + 52003)*b^13*c^5*
d^6 + 6*(231*a^12 + 6006*a^10 + 45045*a^8 + 145860*a^6 + 230945*a^4 + 176358*a^2 + 52003)*b^11*c^6*d^5 + 22*(4
5*a^14 + 1155*a^12 + 9009*a^10 + 32175*a^8 + 60775*a^6 + 62985*a^4 + 33915*a^2 + 7429)*b^9*c^7*d^4 + 99*(5*a^1
6 + 120*a^14 + 924*a^12 + 3432*a^10 + 7150*a^8 + 8840*a^6 + 6460*a^4 + 2584*a^2 + 437)*b^7*c^8*d^3 + 33*(5*a^1
8 + 105*a^16 + 756*a^14 + 2772*a^12 + 6006*a^10 + 8190*a^8 + 7140*a^6 + 3876*a^4 + 1197*a^2 + 161)*b^5*c^9*d^2
+ 11*(3*a^20 + 50*a^18 + 315*a^16 + 1080*a^14 + 2310*a^12 + 3276*a^10 + 3150*a^8 + 2040*a^6 + 855*a^4 + 210*a
^2 + 23)*b^3*c^10*d + 3*(a^22 + 11*a^20 + 55*a^18 + 165*a^16 + 330*a^14 + 462*a^12 + 462*a^10 + 330*a^8 + 165*
a^6 + 55*a^4 + 11*a^2 + 1)*b*c^11)*sqrt(c)*sqrt(d))) - b*log(c*x^2 + d)*log(((a^2 + 1)*b^22*c*d^11 + 11*(a^4 +
22*a^2 + 21)*b^20*c^2*d^10 + 55*(a^6 + 39*a^4 + 171*a^2 + 133)*b^18*c^3*d^9 + 33*(5*a^8 + 260*a^6 + 1870*a^4
+ 3876*a^2 + 2261)*b^16*c^4*d^8 + 330*(a^10 + 61*a^8 + 570*a^6 + 1802*a^4 + 2261*a^2 + 969)*b^14*c^5*d^7 + 22*
(21*a^12 + 1386*a^10 + 15015*a^8 + 60060*a^6 + 109395*a^4 + 92378*a^2 + 29393)*b^12*c^6*d^6 + 22*(21*a^14 + 14
07*a^12 + 16401*a^10 + 75075*a^8 + 169455*a^6 + 201773*a^4 + 121771*a^2 + 29393)*b^10*c^7*d^5 + 330*(a^16 + 64
*a^14 + 756*a^12 + 3696*a^10 + 9438*a^8 + 13728*a^6 + 11492*a^4 + 5168*a^2 + 969)*b^8*c^8*d^4 + 33*(5*a^18 + 2
85*a^16 + 3220*a^14 + 15876*a^12 + 42966*a^10 + 70070*a^8 + 70980*a^6 + 43860*a^4 + 15181*a^2 + 2261)*b^6*c^9*
d^3 + 55*(a^20 + 46*a^18 + 465*a^16 + 2184*a^14 + 5922*a^12 + 10164*a^10 + 11466*a^8 + 8520*a^6 + 4029*a^4 + 1
102*a^2 + 133)*b^4*c^10*d^2 + 11*(a^22 + 31*a^20 + 255*a^18 + 1065*a^16 + 2730*a^14 + 4662*a^12 + 5502*a^10 +
4530*a^8 + 2565*a^6 + 955*a^4 + 211*a^2 + 21)*b^2*c^11*d + (a^24 + 12*a^22 + 66*a^20 + 220*a^18 + 495*a^16 + 7
92*a^14 + 924*a^12 + 792*a^10 + 495*a^8 + 220*a^6 + 66*a^4 + 12*a^2 + 1)*c^12 + (b^24*c*d^11 + 11*(a^2 + 21)*b
^22*c^2*d^10 + 55*(a^4 + 38*a^2 + 133)*b^20*c^3*d^9 + 33*(5*a^6 + 255*a^4 + 1615*a^2 + 2261)*b^18*c^4*d^8 + 33
0*(a^8 + 60*a^6 + 510*a^4 + 1292*a^2 + 969)*b^16*c^5*d^7 + 22*(21*a^10 + 1365*a^8 + 13650*a^6 + 46410*a^4 + 62
985*a^2 + 29393)*b^14*c^6*d^6 + 22*(21*a^12 + 1386*a^10 + 15015*a^8 + 60060*a^6 + 109395*a^4 + 92378*a^2 + 293
93)*b^12*c^7*d^5 + 330*(a^14 + 63*a^12 + 693*a^10 + 3003*a^8 + 6435*a^6 + 7293*a^4 + 4199*a^2 + 969)*b^10*c^8*
d^4 + 33*(5*a^16 + 280*a^14 + 2940*a^12 + 12936*a^10 + 30030*a^8 + 40040*a^6 + 30940*a^4 + 12920*a^2 + 2261)*b
^8*c^9*d^3 + 55*(a^18 + 45*a^16 + 420*a^14 + 1764*a^12 + 4158*a^10 + 6006*a^8 + 5460*a^6 + 3060*a^4 + 969*a^2
+ 133)*b^6*c^10*d^2 + 11*(a^20 + 30*a^18 + 225*a^16 + 840*a^14 + 1890*a^12 + 2772*a^10 + 2730*a^8 + 1800*a^6 +
765*a^4 + 190*a^2 + 21)*b^4*c^11*d + (a^22 + 11*a^20 + 55*a^18 + 165*a^16 + 330*a^14 + 462*a^12 + 462*a^10 +
330*a^8 + 165*a^6 + 55*a^4 + 11*a^2 + 1)*b^2*c^12)*x^2 - 2*(11*(a^2 + 1)*b^21*c*d^10 + 110*(a^4 + 8*a^2 + 7)*b
^19*c^2*d^9 + 33*(15*a^6 + 205*a^4 + 589*a^2 + 399)*b^17*c^3*d^8 + 264*(5*a^8 + 90*a^6 + 408*a^4 + 646*a^2 + 3
23)*b^15*c^4*d^7 + 110*(21*a^10 + 441*a^8 + 2562*a^6 + 6018*a^4 + 6137*a^2 + 2261)*b^13*c^5*d^6 + 4*(693*a^12
+ 15708*a^10 + 105105*a^8 + 308880*a^6 + 449735*a^4 + 319124*a^2 + 88179)*b^11*c^6*d^5 + 110*(21*a^14 + 483*a^
12 + 3465*a^10 + 11583*a^8 + 20735*a^6 + 20553*a^4 + 10659*a^2 + 2261)*b^9*c^7*d^4 + 264*(5*a^16 + 110*a^14 +
798*a^12 + 2838*a^10 + 5720*a^8 + 6890*a^6 + 4930*a^4 + 1938*a^2 + 323)*b^7*c^8*d^3 + 33*(15*a^18 + 295*a^16 +
2044*a^14 + 7308*a^12 + 15554*a^10 + 20930*a^8 + 18060*a^6 + 9724*a^4 + 2983*a^2 + 399)*b^5*c^9*d^2 + 110*(a^
20 + 16*a^18 + 99*a^16 + 336*a^14 + 714*a^12 + 1008*a^10 + 966*a^8 + 624*a^6 + 261*a^4 + 64*a^2 + 7)*b^3*c^10*
d + 11*(a^22 + 11*a^20 + 55*a^18 + 165*a^16 + 330*a^14 + 462*a^12 + 462*a^10 + 330*a^8 + 165*a^6 + 55*a^4 + 11
*a^2 + 1)*b*c^11 + (11*b^23*c*d^10 + 110*(a^2 + 7)*b^21*c^2*d^9 + 33*(15*a^4 + 190*a^2 + 399)*b^19*c^3*d^8 + 2
64*(5*a^6 + 85*a^4 + 323*a^2 + 323)*b^17*c^4*d^7 + 110*(21*a^8 + 420*a^6 + 2142*a^4 + 3876*a^2 + 2261)*b^15*c^
5*d^6 + 4*(693*a^10 + 15015*a^8 + 90090*a^6 + 218790*a^4 + 230945*a^2 + 88179)*b^13*c^6*d^5 + 110*(21*a^12 + 4
62*a^10 + 3003*a^8 + 8580*a^6 + 12155*a^4 + 8398*a^2 + 2261)*b^11*c^7*d^4 + 264*(5*a^14 + 105*a^12 + 693*a^10
+ 2145*a^8 + 3575*a^6 + 3315*a^4 + 1615*a^2 + 323)*b^9*c^8*d^3 + 33*(15*a^16 + 280*a^14 + 1764*a^12 + 5544*a^1
0 + 10010*a^8 + 10920*a^6 + 7140*a^4 + 2584*a^2 + 399)*b^7*c^9*d^2 + 110*(a^18 + 15*a^16 + 84*a^14 + 252*a^12
+ 462*a^10 + 546*a^8 + 420*a^6 + 204*a^4 + 57*a^2 + 7)*b^5*c^10*d + 11*(a^20 + 10*a^18 + 45*a^16 + 120*a^14 +
210*a^12 + 252*a^10 + 210*a^8 + 120*a^6 + 45*a^4 + 10*a^2 + 1)*b^3*c^11)*x^2 + 2*(11*a*b^22*c*d^10 + 110*(a^3
+ 7*a)*b^20*c^2*d^9 + 33*(15*a^5 + 190*a^3 + 399*a)*b^18*c^3*d^8 + 264*(5*a^7 + 85*a^5 + 323*a^3 + 323*a)*b^16
*c^4*d^7 + 110*(21*a^9 + 420*a^7 + 2142*a^5 + 3876*a^3 + 2261*a)*b^14*c^5*d^6 + 4*(693*a^11 + 15015*a^9 + 9009
0*a^7 + 218790*a^5 + 230945*a^3 + 88179*a)*b^12*c^6*d^5 + 110*(21*a^13 + 462*a^11 + 3003*a^9 + 8580*a^7 + 1215
5*a^5 + 8398*a^3 + 2261*a)*b^10*c^7*d^4 + 264*(5*a^15 + 105*a^13 + 693*a^11 + 2145*a^9 + 3575*a^7 + 3315*a^5 +
1615*a^3 + 323*a)*b^8*c^8*d^3 + 33*(15*a^17 + 280*a^15 + 1764*a^13 + 5544*a^11 + 10010*a^9 + 10920*a^7 + 7140
*a^5 + 2584*a^3 + 399*a)*b^6*c^9*d^2 + 110*(a^19 + 15*a^17 + 84*a^15 + 252*a^13 + 462*a^11 + 546*a^9 + 420*a^7
+ 204*a^5 + 57*a^3 + 7*a)*b^4*c^10*d + 11*(a^21 + 10*a^19 + 45*a^17 + 120*a^15 + 210*a^13 + 252*a^11 + 210*a^
9 + 120*a^7 + 45*a^5 + 10*a^3 + a)*b^2*c^11)*x)*sqrt(c)*sqrt(d) + 2*(a*b^23*c*d^11 + 11*(a^3 + 21*a)*b^21*c^2*
d^10 + 55*(a^5 + 38*a^3 + 133*a)*b^19*c^3*d^9 + 33*(5*a^7 + 255*a^5 + 1615*a^3 + 2261*a)*b^17*c^4*d^8 + 330*(a
^9 + 60*a^7 + 510*a^5 + 1292*a^3 + 969*a)*b^15*c^5*d^7 + 22*(21*a^11 + 1365*a^9 + 13650*a^7 + 46410*a^5 + 6298
5*a^3 + 29393*a)*b^13*c^6*d^6 + 22*(21*a^13 + 1386*a^11 + 15015*a^9 + 60060*a^7 + 109395*a^5 + 92378*a^3 + 293
93*a)*b^11*c^7*d^5 + 330*(a^15 + 63*a^13 + 693*a^11 + 3003*a^9 + 6435*a^7 + 7293*a^5 + 4199*a^3 + 969*a)*b^9*c
^8*d^4 + 33*(5*a^17 + 280*a^15 + 2940*a^13 + 12936*a^11 + 30030*a^9 + 40040*a^7 + 30940*a^5 + 12920*a^3 + 2261
*a)*b^7*c^9*d^3 + 55*(a^19 + 45*a^17 + 420*a^15 + 1764*a^13 + 4158*a^11 + 6006*a^9 + 5460*a^7 + 3060*a^5 + 969
*a^3 + 133*a)*b^5*c^10*d^2 + 11*(a^21 + 30*a^19 + 225*a^17 + 840*a^15 + 1890*a^13 + 2772*a^11 + 2730*a^9 + 180
0*a^7 + 765*a^5 + 190*a^3 + 21*a)*b^3*c^11*d + (a^23 + 11*a^21 + 55*a^19 + 165*a^17 + 330*a^15 + 462*a^13 + 46
2*a^11 + 330*a^9 + 165*a^7 + 55*a^5 + 11*a^3 + a)*b*c^12)*x)/(b^24*d^12 + 12*(a^2 + 23)*b^22*c*d^11 + 66*(a^4
+ 42*a^2 + 161)*b^20*c^2*d^10 + 44*(5*a^6 + 285*a^4 + 1995*a^2 + 3059)*b^18*c^3*d^9 + 99*(5*a^8 + 340*a^6 + 32
30*a^4 + 9044*a^2 + 7429)*b^16*c^4*d^8 + 264*(3*a^10 + 225*a^8 + 2550*a^6 + 9690*a^4 + 14535*a^2 + 7429)*b^14*
c^5*d^7 + 4*(231*a^12 + 18018*a^10 + 225225*a^8 + 1021020*a^6 + 2078505*a^4 + 1939938*a^2 + 676039)*b^12*c^6*d
^6 + 264*(3*a^14 + 231*a^12 + 3003*a^10 + 15015*a^8 + 36465*a^6 + 46189*a^4 + 29393*a^2 + 7429)*b^10*c^7*d^5 +
99*(5*a^16 + 360*a^14 + 4620*a^12 + 24024*a^10 + 64350*a^8 + 97240*a^6 + 83980*a^4 + 38760*a^2 + 7429)*b^8*c^
8*d^4 + 44*(5*a^18 + 315*a^16 + 3780*a^14 + 19404*a^12 + 54054*a^10 + 90090*a^8 + 92820*a^6 + 58140*a^4 + 2034
9*a^2 + 3059)*b^6*c^9*d^3 + 66*(a^20 + 50*a^18 + 525*a^16 + 2520*a^14 + 6930*a^12 + 12012*a^10 + 13650*a^8 + 1
0200*a^6 + 4845*a^4 + 1330*a^2 + 161)*b^4*c^10*d^2 + 12*(a^22 + 33*a^20 + 275*a^18 + 1155*a^16 + 2970*a^14 + 5
082*a^12 + 6006*a^10 + 4950*a^8 + 2805*a^6 + 1045*a^4 + 231*a^2 + 23)*b^2*c^11*d + (a^24 + 12*a^22 + 66*a^20 +
220*a^18 + 495*a^16 + 792*a^14 + 924*a^12 + 792*a^10 + 495*a^8 + 220*a^6 + 66*a^4 + 12*a^2 + 1)*c^12 - 8*(3*b
^23*d^11 + 11*(3*a^2 + 23)*b^21*c*d^10 + 33*(5*a^4 + 70*a^2 + 161)*b^19*c^2*d^9 + 99*(5*a^6 + 95*a^4 + 399*a^2
+ 437)*b^17*c^3*d^8 + 22*(45*a^8 + 1020*a^6 + 5814*a^4 + 11628*a^2 + 7429)*b^15*c^4*d^7 + 6*(231*a^10 + 5775*
a^8 + 39270*a^6 + 106590*a^4 + 124355*a^2 + 52003)*b^13*c^5*d^6 + 6*(231*a^12 + 6006*a^10 + 45045*a^8 + 145860
*a^6 + 230945*a^4 + 176358*a^2 + 52003)*b^11*c^6*d^5 + 22*(45*a^14 + 1155*a^12 + 9009*a^10 + 32175*a^8 + 60775
*a^6 + 62985*a^4 + 33915*a^2 + 7429)*b^9*c^7*d^4 + 99*(5*a^16 + 120*a^14 + 924*a^12 + 3432*a^10 + 7150*a^8 + 8
840*a^6 + 6460*a^4 + 2584*a^2 + 437)*b^7*c^8*d^3 + 33*(5*a^18 + 105*a^16 + 756*a^14 + 2772*a^12 + 6006*a^10 +
8190*a^8 + 7140*a^6 + 3876*a^4 + 1197*a^2 + 161)*b^5*c^9*d^2 + 11*(3*a^20 + 50*a^18 + 315*a^16 + 1080*a^14 + 2
310*a^12 + 3276*a^10 + 3150*a^8 + 2040*a^6 + 855*a^4 + 210*a^2 + 23)*b^3*c^10*d + 3*(a^22 + 11*a^20 + 55*a^18
+ 165*a^16 + 330*a^14 + 462*a^12 + 462*a^10 + 330*a^8 + 165*a^6 + 55*a^4 + 11*a^2 + 1)*b*c^11)*sqrt(c)*sqrt(d)
)) + 2*b*dilog(((a + I)*b*c*x + b^2*d + (I*b^2*x + (-I*a + 1)*b)*sqrt(c)*sqrt(d))/(2*(-I*a + 1)*b*sqrt(c)*sqrt
(d) + b^2*d - (a^2 + 2*I*a - 1)*c)) - 2*b*dilog(-((a + I)*b*c*x + b^2*d - (I*b^2*x + (-I*a + 1)*b)*sqrt(c)*sqr
t(d))/(2*(-I*a + 1)*b*sqrt(c)*sqrt(d) - b^2*d + (a^2 + 2*I*a - 1)*c)) - 2*b*dilog(((a - I)*b*c*x + b^2*d + (I*
b^2*x + (-I*a - 1)*b)*sqrt(c)*sqrt(d))/(2*(-I*a - 1)*b*sqrt(c)*sqrt(d) + b^2*d - (a^2 - 2*I*a - 1)*c)) + 2*b*d
ilog(-((a - I)*b*c*x + b^2*d - (I*b^2*x + (-I*a - 1)*b)*sqrt(c)*sqrt(d))/(2*(-I*a - 1)*b*sqrt(c)*sqrt(d) - b^2
*d + (a^2 - 2*I*a - 1)*c)))*sqrt(c)*sqrt(d) - 4*c*log(b^2*x^2 + 2*a*b*x + a^2 + 1))/(b*c^2)

Giac [F]

\[ \int \frac {\arctan (a+b x)}{c+\frac {d}{x^2}} \, dx=\int { \frac {\arctan \left (b x + a\right )}{c + \frac {d}{x^{2}}} \,d x } \]

[In]

integrate(arctan(b*x+a)/(c+d/x^2),x, algorithm="giac")

[Out]

sage0*x

Mupad [F(-1)]

Timed out. \[ \int \frac {\arctan (a+b x)}{c+\frac {d}{x^2}} \, dx=\int \frac {\mathrm {atan}\left (a+b\,x\right )}{c+\frac {d}{x^2}} \,d x \]

[In]

int(atan(a + b*x)/(c + d/x^2),x)

[Out]

int(atan(a + b*x)/(c + d/x^2), x)