Wir können das Integral $\int\frac{1}{4\sec\left(x\right)-1}dx$ 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{ab}{c}dx$$=a\int\frac{b}{c}dx$, wobei $a=2$, $b=1-t^{2}$ und $c=\left(4\left(1+t^{2}\right)-\left(1-t^{2}\right)\right)\left(1+t^{2}\right)$
Wenden Sie die Formel an: $x\left(a+b\right)$$=xa+xb$, wobei $a=1$, $b=t^{2}$, $x=4$ und $a+b=1+t^{2}$
Wenden Sie die Formel an: $x\left(a+b\right)$$=xa+xb$, wobei $a=1$, $b=-t^{2}$, $x=-1$ und $a+b=1-t^{2}$
Vereinfachen Sie den Ausdruck
Umschreiben des Bruchs $\frac{1-t^{2}}{\left(3+5t^{2}\right)\left(1+t^{2}\right)}$ in $2$ einfachere Brüche durch partielle Bruchzerlegung
Erweitern Sie das Integral $\int\left(\frac{4}{3+5t^{2}}+\frac{-1}{1+t^{2}}\right)dt$ mit Hilfe der Summenregel für Integrale in $2$ Integrale, um dann jedes Integral einzeln zu lösen
Das Integral $2\int\frac{4}{3+5t^{2}}dt$ ergibt sich: $\frac{8\sqrt{\frac{3}{5}}\arctan\left(\sqrt{\frac{5}{3}}t\right)}{3}$
Das Integral $2\int\frac{-1}{1+t^{2}}dt$ ergibt sich: $-2\arctan\left(t\right)$
Sammeln Sie die Ergebnisse aller Integrale
Ersetzen Sie $t$ durch den Wert, den wir ihm am Anfang zugewiesen haben: $\tan\left(\frac{x}{2}\right)$
Vereinfachen Sie den Ausdruck
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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