Integral von $$$\frac{1}{\sin{\left(x \right)}}$$$
Verwandter Rechner: Rechner für bestimmte und uneigentliche Integrale
Ihre Eingabe
Bestimme $$$\int \frac{1}{\sin{\left(x \right)}}\, dx$$$.
Lösung
Schreibe den Sinus mithilfe der Doppelwinkel-Formel um $$$\sin\left(x\right)=2\sin\left(\frac{x}{2}\right)\cos\left(\frac{x}{2}\right)$$$:
$${\color{red}{\int{\frac{1}{\sin{\left(x \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{2 \sin{\left(\frac{x}{2} \right)} \cos{\left(\frac{x}{2} \right)}} d x}}}$$
Multipliziere Zähler und Nenner mit $$$\sec^2\left(\frac{x}{2} \right)$$$:
$${\color{red}{\int{\frac{1}{2 \sin{\left(\frac{x}{2} \right)} \cos{\left(\frac{x}{2} \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2 \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}} d x}}}$$
Sei $$$u=\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}$$$.
Dann $$$du=\left(\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}\right)^{\prime }dx = \frac{\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} dx$$$ (die Schritte sind » zu sehen), und es gilt $$$\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} dx = 2 du$$$.
Das Integral wird zu
$${\color{red}{\int{\frac{\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2 \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}$$
Das Integral von $$$\frac{1}{u}$$$ ist $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$:
$${\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}} = {\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}$$
Zur Erinnerung: $$$u=\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}$$$:
$$\ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)} = \ln{\left(\left|{{\color{red}{\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}}}\right| \right)}$$
Daher,
$$\int{\frac{1}{\sin{\left(x \right)}} d x} = \ln{\left(\left|{\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}\right| \right)}$$
Fügen Sie die Integrationskonstante hinzu:
$$\int{\frac{1}{\sin{\left(x \right)}} d x} = \ln{\left(\left|{\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}\right| \right)}+C$$
Antwort
$$$\int \frac{1}{\sin{\left(x \right)}}\, dx = \ln\left(\left|{\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}\right|\right) + C$$$A