Wir können das Integral $\int\frac{1}{2\sin\left(x\right)\cos\left(x\right)}dx$ lösen, indem wir die Methode der Weierstraß-Substitution (auch bekannt als Tangens-Halbwinkel-Substitution) anwenden, die ein Integral trigonometrischer Funktionen in eine rationale Funktion von $t$ umwandelt, indem wir die Substitution setzen
Daher
Setzt man das ursprüngliche Integral ein, erhält man
Vereinfachung
Wenden Sie die Formel an: $\int\frac{a}{bc}dx$$=\frac{1}{c}\int\frac{a}{b}dx$, wobei $a=1+t^{2}$, $b=\left(1-t^{2}\right)t$ und $c=2$
Umschreiben des Bruchs $\frac{1+t^{2}}{\left(1-t^{2}\right)t}$ in $2$ einfachere Brüche durch partielle Bruchzerlegung
Vereinfachen Sie den Ausdruck
Wir können das Integral $\int\frac{t}{1-t^{2}}dt$ lösen, indem wir die Methode der Integration durch Substitution (auch U-Substitution genannt) anwenden. Zunächst müssen wir einen Abschnitt innerhalb des Integrals mit einer neuen Variablen identifizieren (nennen wir sie $u$), die, wenn sie substituiert wird, das Integral einfacher macht. Wir sehen, dass $1-t^{2}$ ein guter Kandidat für die Substitution ist. Definieren wir eine Variable $u$ und weisen sie dem gewählten Teil zu
Um nun $dt$ in $du$ umzuschreiben, müssen wir die Ableitung von $u$ finden. Um $du$ zu berechnen, können wir die obige Gleichung ableiten
Isolieren Sie $dt$ in der vorherigen Gleichung
Setzen Sie $u$ und $dt$ in das Integral ein und vereinfachen Sie
Das Integral $-\frac{1}{2}\int\frac{1}{u}du$ ergibt sich: $-\frac{1}{2}\ln\left(1-t^{2}\right)$
Das Integral $\frac{1}{2}\int\frac{1}{t}dt$ ergibt sich: $\frac{1}{2}\ln\left(t\right)$
Sammeln Sie die Ergebnisse aller Integrale
Ersetzen Sie $t$ durch den Wert, den wir ihm am Anfang zugewiesen haben: $\tan\left(\frac{x}{2}\right)$
Da das Integral, das wir lösen, ein unbestimmtes Integral ist, müssen wir am Ende der Integration die Integrationskonstante hinzufügen $C$
Wie sollte ich dieses Problem lösen?
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