Apakah yang dimaksudkan dengan integral int tan ^ 4x dx?

Apakah yang dimaksudkan dengan integral int tan ^ 4x dx?
Anonim

Jawapan:

# (tan ^ 3x) / 3-tanx + x + C #

Penjelasan:

Penyelesaian antidivatif trig biasanya melibatkan pemecahan yang penting untuk memohon Identiti Pythagorean, dan mereka menggunakan # u #-pemudian. Itulah yang akan kami lakukan di sini.

Mulakan dengan menulis semula # inttan ^ 4xdx # sebagai # inttan ^ 2xtan ^ 2xdx #. Sekarang kita boleh menggunakan Identity Pythagorean # tan ^ 2x + 1 = sec ^ 2x #, atau # tan ^ 2x = sec ^ 2x-1 #:

# inttan ^ 2xtan ^ 2xdx = int (sec ^ 2x-1) tan ^ 2xdx #

Mengedarkan # tan ^ 2x #:

#color (putih) (XX) = intsec ^ 2xtan ^ 2x-tan ^ 2xdx #

Memohon peraturan jumlah:

#color (putih) (XX) = intsec ^ 2xtan ^ 2xdx-inttan ^ 2xdx #

Kami akan menilai integral ini satu demi satu.

Integral Pertama

Yang satu ini diselesaikan menggunakan a # u #-puluhan:

Biarkan # u = tanx #

# (du) / dx = sec ^ 2x #

# du = sec ^ 2xdx #

Memohon penggantian, #color (putih) (XX) intsec ^ 2xtan ^ 2xdx = intu ^ 2du #

#color (putih) (XX) = u ^ 3/3 + C #

Kerana # u = tanx #, # intsec ^ 2xtan ^ 2xdx = (tan ^ 3x) / 3 + C #

Integral Kedua

Kerana kita tidak tahu apa sebenarnya # inttan ^ 2xdx # adalah dengan melihat sahaja, cuba gunakan # tan ^ 2 = sec ^ 2x-1 # identiti lagi:

# inttan ^ 2xdx = int (sec ^ 2x-1) dx #

Dengan menggunakan kaedah jumlah, maka pentingnya:

# intsec ^ 2xdx-int1dx #

Yang pertama, # intsec ^ 2xdx #, betul # tanx + C #. Yang kedua, apa yang dipanggil "integral sempurna", adalah semata-mata # x + C #. Meletakkannya bersama-sama, kita boleh mengatakan:

# inttan ^ 2xdx = tanx + C-x + C #

Dan kerana # C + C # adalah satu lagi pemalar sewenang-wenang, kita boleh menggabungkannya menjadi pemalar umum # C #:

# inttan ^ 2xdx = tanx-x + C #

Menggabungkan dua keputusan, kami mempunyai:

3, 4xdx = intsec ^ 2xtan ^

Sekali lagi, kerana # C + C # adalah malar, kita boleh bergabung dengannya # C #.