Funktion $$$\frac{1}{\cos{\left(x \right)} + 1}$$$ integraali

Määritä $$$\int \frac{1}{\cos{\left(x \right)} + 1}\, dx$$$.

Kirjoita kosini uudelleen kaksoiskulman kaavan $$$\cos\left(x\right)=2\cos^2\left(\frac{x}{2}\right)-1$$$ avulla ja sievennä:

$${\color{red}{\int{\frac{1}{\cos{\left(x \right)} + 1} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{2 \cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}} d x}}}$$

Olkoon $$$u=\frac{x}{2}$$$.

Tällöin $$$du=\left(\frac{x}{2}\right)^{\prime }dx = \frac{dx}{2}$$$ (vaiheet ovat nähtävissä ») ja saamme, että $$$dx = 2 du$$$.

Integraali voidaan kirjoittaa muotoon

$${\color{red}{\int{\frac{1}{2 \cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{\cos^{2}{\left(u \right)}} d u}}}$$

Kirjoita integroituva funktio sekantin avulla uudelleen:

$${\color{red}{\int{\frac{1}{\cos^{2}{\left(u \right)}} d u}}} = {\color{red}{\int{\sec^{2}{\left(u \right)} d u}}}$$

Funktion $$$\sec^{2}{\left(u \right)}$$$ integraali on $$$\int{\sec^{2}{\left(u \right)} d u} = \tan{\left(u \right)}$$$:

$${\color{red}{\int{\sec^{2}{\left(u \right)} d u}}} = {\color{red}{\tan{\left(u \right)}}}$$

Muista, että $$$u=\frac{x}{2}$$$:

$$\tan{\left({\color{red}{u}} \right)} = \tan{\left({\color{red}{\left(\frac{x}{2}\right)}} \right)}$$

Näin ollen,

$$\int{\frac{1}{\cos{\left(x \right)} + 1} d x} = \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}$$

Lisää integrointivakio:

$$\int{\frac{1}{\cos{\left(x \right)} + 1} d x} = \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}+C$$

$$$\int \frac{1}{\cos{\left(x \right)} + 1}\, dx = \tan{\left(\frac{x}{2} \right)} + C$$$A