Hoe vind je het antiderivaat van dx / (cos (x) - 1)?

Hoe vind je het antiderivaat van dx / (cos (x) - 1)?
Anonim

Antwoord:

Doe wat geconjugeerde vermenigvuldiging, pas wat trig toe en eindig om een resultaat te krijgen # Int1 / (cosx-1) dx = cscx cotx + + C #

Uitleg:

Zoals met de meeste problemen van dit type, zullen we het oplossen met behulp van een geconjugeerde vermenigvuldigingstruc. Wanneer je iets hebt gedeeld door iets plus / minus iets (zoals in # 1 / (cosx-1) #), is het altijd handig om vermenigvuldiging met conjugaten te gebruiken, vooral met trig-functies.

We beginnen met vermenigvuldigen # 1 / (cosx-1) # door de geconjugeerde van # Cosx-1 #, dat is # Cosx + 1 #:

# 1 / (cosx-1) * (cosx + 1) / (cosx + 1) #

Je vraagt je misschien af waarom we dit doen. Het is zo dat we het verschil in vierkanteneigenschap kunnen toepassen, # (A-b) (a + b) = a ^ 2 B ^ 2 #, in de noemer, om het een beetje te vereenvoudigen. Terug naar het probleem:

# 1 / (cosx-1) * (cosx + 1) / (cosx + 1) = (cosx + 1) / ((cosx-1) (cosx + 1)) #

# (Underbrace (cosx) -underbrace (1)) (underbrace (cosx) + underbrace1)) #

#color (wit) (III) acolor (wit) (XXX) bcolor (wit) (XXX) acolor (wit) (XXX) b #

Merk op hoe dit in essentie is # (A-b) (a + b) #.

# = (Cosx + 1) / (cos ^ 2x-1) #

Nu, hoe zit het? # Cos ^ 2x-1 #? Nou, we weten het # ^ Sin 2x = 1-cos ^ 2x #. Laten we dat vermenigvuldigen met #-1# en zie wat we krijgen:

# -1 (sin ^ = 2x 1-cos ^ 2x) -> - ^ sin 2x = -1 + cos ^ 2x #

# = Cos ^ 2-1 #

Het blijkt dat # ^ Sin 2x = cos ^ 2x-1 #, laten we vervangen # Cos ^ 2x-1 #:

# (Cosx + 1) / (- sin ^ 2x #

Dit komt overeen met # Cosx / sin ^ 2x + 1 / sin ^ 2x #, wat, met behulp van een trig, neerkomt op # -Cotxcscx-CSC ^ 2x #.

Op dit punt zijn we vereenvoudigd tot integraal # Int1 / (cosx-1) dx # naar # Int-cotxcscx-CSC ^ 2xdx #. Met behulp van de somregel wordt dit:

# Int-cotxcscxdx + int-CSC ^ 2xdx #

De eerste hiervan is # Cscx # (omdat de afgeleide van # Cscx # is # -Cotxcscx #) en de tweede is # Cotx # (omdat de afgeleide van # Cotx # is # -Csc ^ 2x #). Voeg de constante van integratie toe # C # en je hebt je oplossing:

# Int1 / (cosx-1) dx = cscx cotx + + C #