Hvordan finder du antivivative af dx / (cos (x) - 1)?

Hvordan finder du antivivative af dx / (cos (x) - 1)?
Anonim

Svar:

Gør nogle konjugerede multiplikationer, anvend noget trig og afslut for at få et resultat af # Int1 / (cosx-1) dx = cscx + cotx + C #

Forklaring:

Som med de fleste problemer af denne type, løser vi det ved hjælp af et konjugatmultiplikationstrik. Når du har noget opdelt af noget plus / minus noget (som i # 1 / (cosx-1) #), er det altid nyttigt at prøve konjugatmultiplikation, især med trig-funktioner.

Vi begynder med at multiplicere # 1 / (cosx-1) # af konjugatet af # Cosx-1 #, som er # Cosx + 1 #:

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

Du kan undre dig over, hvorfor vi gør det her. Det er så vi kan anvende forskellen på kvadrater ejendom, # (A-b) (a + b) = a ^ 2-b ^ 2 #, i nævneren, for at forenkle det lidt. Tilbage til problemet:

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

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

#COLOR (hvid) (III) acolor (hvid) (XXX) bcolor (hvid) (XXX) acolor (hvid) (XXX) b #

Bemærk hvordan dette er i det væsentlige # (A-b) (a + b) #.

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

Hvad med # cos ^ 2x-1 #? Nå ved vi det # Sin ^ 2x = 1-cos ^ 2x #. Lad os formere det ved #-1# og se hvad vi får:

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

# = Cos ^ 2-1 #

Det viser sig at # -Sin ^ 2x = cos ^ 2x-1 #, så lad os erstatte # cos ^ 2x-1 #:

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

Dette svarer til # Cosx / -sin ^ 2x + 1 / -sin ^ 2x #, som ved hjælp af noget trig koger ned til # -Cotxcscx-csc ^ 2x #.

På dette tidspunkt har vi forenklet integrationen # Int1 / (cosx-1) dx # til # Int-cotxcscx-csc ^ 2xdx #. Ved hjælp af sumregelen bliver dette:

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

Den første af disse er # Cscx # (fordi derivatet af # Cscx # er # -Cotxcscx #) og den anden er # Cotx # (fordi derivatet af # Cotx # er # -Csc ^ 2x #). Tilføj på integrationens konstant # C # og du har din løsning:

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