Ολοκλήρωμα του $$$\operatorname{asec}{\left(x \right)}$$$

Βρείτε $$$\int \operatorname{asec}{\left(x \right)}\, dx$$$.

Για το ολοκλήρωμα $$$\int{\operatorname{asec}{\left(x \right)} d x}$$$, χρησιμοποιήστε την ολοκλήρωση κατά μέρη $$$\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$$$.

Έστω $$$\operatorname{u}=\operatorname{asec}{\left(x \right)}$$$ και $$$\operatorname{dv}=dx$$$.

Τότε $$$\operatorname{du}=\left(\operatorname{asec}{\left(x \right)}\right)^{\prime }dx=\frac{\left|{x}\right|}{x^{2} \sqrt{x^{2} - 1}} dx$$$ (τα βήματα φαίνονται ») και $$$\operatorname{v}=\int{1 d x}=x$$$ (τα βήματα φαίνονται »).

Το ολοκλήρωμα μπορεί να επαναγραφεί ως

$${\color{red}{\int{\operatorname{asec}{\left(x \right)} d x}}}={\color{red}{\left(\operatorname{asec}{\left(x \right)} \cdot x-\int{x \cdot \frac{\left|{x}\right|}{x^{2} \sqrt{x^{2} - 1}} d x}\right)}}={\color{red}{\left(x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - \int{\frac{\left|{x}\right|}{x \sqrt{x^{2} - 1}} d x}\right)}}$$

Έστω $$$x=\cosh{\left(u \right)}$$$.

Τότε $$$dx=\left(\cosh{\left(u \right)}\right)^{\prime }du = \sinh{\left(u \right)} du$$$ (τα βήματα μπορούν να προβληθούν »).

Επίσης, έπεται ότι $$$u=\operatorname{acosh}{\left(x \right)}$$$.

Επομένως,

$$$\frac{\left|{x}\right|}{x \sqrt{x^{2} - 1}} = \frac{1}{\sqrt{\cosh^{2}{\left( u \right)} - 1}}$$$

Χρησιμοποιήστε την ταυτότητα $$$\cosh^{2}{\left( u \right)} - 1 = \sinh^{2}{\left( u \right)}$$$:

$$$\frac{1}{\sqrt{\cosh^{2}{\left( u \right)} - 1}}=\frac{1}{\sqrt{\sinh^{2}{\left( u \right)}}}$$$

Υποθέτοντας ότι $$$\sinh{\left( u \right)} \ge 0$$$, προκύπτουν τα ακόλουθα:

$$$\frac{1}{\sqrt{\sinh^{2}{\left( u \right)}}} = \frac{1}{\sinh{\left( u \right)}}$$$

Επομένως,

$$x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - {\color{red}{\int{\frac{\left|{x}\right|}{x \sqrt{x^{2} - 1}} d x}}} = x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - {\color{red}{\int{1 d u}}}$$

Εφαρμόστε τον κανόνα της σταθεράς $$$\int c\, du = c u$$$ με $$$c=1$$$:

$$x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - {\color{red}{\int{1 d u}}} = x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - {\color{red}{u}}$$

Θυμηθείτε ότι $$$u=\operatorname{acosh}{\left(x \right)}$$$:

$$x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - {\color{red}{u}} = x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - {\color{red}{\operatorname{acosh}{\left(x \right)}}}$$

Επομένως,

$$\int{\operatorname{asec}{\left(x \right)} d x} = x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - \operatorname{acosh}{\left(x \right)}$$

Προσθέστε τη σταθερά ολοκλήρωσης:

$$\int{\operatorname{asec}{\left(x \right)} d x} = x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - \operatorname{acosh}{\left(x \right)}+C$$

$$$\int \operatorname{asec}{\left(x \right)}\, dx = \left(x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - \operatorname{acosh}{\left(x \right)}\right) + C$$$A