Apa yang tidak terpisahkan dari int tan ^ 4x dx?

Apa yang tidak terpisahkan dari int tan ^ 4x dx?
Anonim

Menjawab:

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

Penjelasan:

Memecahkan antiderivatif trigonometri biasanya melibatkan pemecahan integral untuk menerapkan Identitas Pythagoras, dan mereka menggunakan a # u #-pengganti. Itulah tepatnya yang akan kami lakukan di sini.

Mulailah dengan menulis ulang # inttan ^ 4xdx # sebagai # inttan ^ 2xtan ^ 2xdx #. Sekarang kita dapat menerapkan Identitas Pythagoras # tan ^ 2x + 1 = dtk ^ 2x #, atau # tan ^ 2x = dtk ^ 2x-1 #:

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

Mendistribusikan # tan ^ 2x #:

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

Menerapkan aturan penjumlahan:

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

Kami akan mengevaluasi integral ini satu per satu.

Integral pertama

Yang ini dipecahkan menggunakan a # u #-pengganti:

Membiarkan # u = tanx #

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

# du = sec ^ 2xdx #

Menerapkan substitusi, #color (white) (XX) intsec ^ 2xtan ^ 2xdx = intu ^ 2du #

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

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

Integral kedua

Karena kita tidak benar-benar tahu apa # inttan ^ 2xdx # adalah dengan hanya melihatnya, coba terapkan # tan ^ 2 = dtk ^ 2x-1 # identitas lagi:

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

Menggunakan aturan jumlah, integral turun ke:

# intsec ^ 2xdx-int1dx #

Yang pertama dari ini, # intsec ^ 2xdx #, adil # tanx + C #. Yang kedua, yang disebut "integral sempurna", sederhana # x + C #. Menyatukan semuanya, kita dapat mengatakan:

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

Dan karena # C + C # hanyalah konstanta arbitrer, kita dapat menggabungkannya menjadi konstanta umum # C #:

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

Menggabungkan dua hasil, kami memiliki:

# inttan ^ 4xdx = intsec ^ 2xtan ^ 2xdx-inttan ^ 2xdx = ((tan ^ 3x) / 3 + C) - (tanx-x + C) = (tan ^ 3x) / 3-tanx + x + C #

Lagi, karena # C + C # adalah konstanta, kita dapat bergabung menjadi satu # C #.