Integral von $$$\cot{\left(\pi x \right)}$$$
Verwandter Rechner: Rechner für bestimmte und uneigentliche Integrale
Ihre Eingabe
Bestimme $$$\int \cot{\left(\pi x \right)}\, dx$$$.
Lösung
Sei $$$u=\pi x$$$.
Dann $$$du=\left(\pi x\right)^{\prime }dx = \pi dx$$$ (die Schritte sind » zu sehen), und es gilt $$$dx = \frac{du}{\pi}$$$.
Das Integral wird zu
$${\color{red}{\int{\cot{\left(\pi x \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{\cot{\left(u \right)}}{\pi} d u}}}$$
Wende die Konstantenfaktorregel $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ mit $$$c=\frac{1}{\pi}$$$ und $$$f{\left(u \right)} = \cot{\left(u \right)}$$$ an:
$${\color{red}{\int{\frac{\cot{\left(u \right)}}{\pi} d u}}} = {\color{red}{\frac{\int{\cot{\left(u \right)} d u}}{\pi}}}$$
Schreibe den Kotangens als $$$\cot\left( u \right)=\frac{\cos\left( u \right)}{\sin\left( u \right)}$$$ um:
$$\frac{{\color{red}{\int{\cot{\left(u \right)} d u}}}}{\pi} = \frac{{\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{\sin{\left(u \right)}} d u}}}}{\pi}$$
Sei $$$v=\sin{\left(u \right)}$$$.
Dann $$$dv=\left(\sin{\left(u \right)}\right)^{\prime }du = \cos{\left(u \right)} du$$$ (die Schritte sind » zu sehen), und es gilt $$$\cos{\left(u \right)} du = dv$$$.
Daher,
$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{\sin{\left(u \right)}} d u}}}}{\pi} = \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{v} d v}}}}{\pi}$$
Das Integral von $$$\frac{1}{v}$$$ ist $$$\int{\frac{1}{v} d v} = \ln{\left(\left|{v}\right| \right)}$$$:
$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{v} d v}}}}{\pi} = \frac{{\color{red}{\ln{\left(\left|{v}\right| \right)}}}}{\pi}$$
Zur Erinnerung: $$$v=\sin{\left(u \right)}$$$:
$$\frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{v}}}\right| \right)}}{\pi} = \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{\sin{\left(u \right)}}}}\right| \right)}}{\pi}$$
Zur Erinnerung: $$$u=\pi x$$$:
$$\frac{\ln{\left(\left|{\sin{\left({\color{red}{u}} \right)}}\right| \right)}}{\pi} = \frac{\ln{\left(\left|{\sin{\left({\color{red}{\pi x}} \right)}}\right| \right)}}{\pi}$$
Daher,
$$\int{\cot{\left(\pi x \right)} d x} = \frac{\ln{\left(\left|{\sin{\left(\pi x \right)}}\right| \right)}}{\pi}$$
Fügen Sie die Integrationskonstante hinzu:
$$\int{\cot{\left(\pi x \right)} d x} = \frac{\ln{\left(\left|{\sin{\left(\pi x \right)}}\right| \right)}}{\pi}+C$$
Antwort
$$$\int \cot{\left(\pi x \right)}\, dx = \frac{\ln\left(\left|{\sin{\left(\pi x \right)}}\right|\right)}{\pi} + C$$$A