Intégrale de $$$\cos{\left(2 x \right)} \tan{\left(x \right)}$$$

La calculatrice trouvera l’intégrale/primitive de $$$\cos{\left(2 x \right)} \tan{\left(x \right)}$$$, avec les étapes affichées.

Calculatrice associée: Calculatrice d’intégrales définies et impropres

Veuillez écrire sans différentielles telles que $$$dx$$$, $$$dy$$$, etc.
Laissez vide pour l'autodétection.

Si le calculateur n'a pas pu calculer quelque chose, si vous avez identifié une erreur, ou si vous avez une suggestion ou un commentaire, veuillez nous contacter.

Votre saisie

Déterminez $$$\int \cos{\left(2 x \right)} \tan{\left(x \right)}\, dx$$$.

Solution

Réécrivez l’intégrande en utilisant la formule de l’angle double du cosinus. $$$\cos{\left(2 x \right)}=2 \cos^{2}{\left(x \right)} - 1$$$:

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

Réécrire:

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

Intégrez terme à terme:

$${\color{red}{\int{\left(2 \cos^{2}{\left(x \right)} \tan{\left(x \right)} - \tan{\left(x \right)}\right)d x}}} = {\color{red}{\left(\int{2 \cos^{2}{\left(x \right)} \tan{\left(x \right)} d x} - \int{\tan{\left(x \right)} d x}\right)}}$$

Réécrivez la tangente sous la forme $$$\tan\left(x\right)=\frac{\sin\left(x\right)}{\cos\left(x\right)}$$$:

$$\int{2 \cos^{2}{\left(x \right)} \tan{\left(x \right)} d x} - {\color{red}{\int{\tan{\left(x \right)} d x}}} = \int{2 \cos^{2}{\left(x \right)} \tan{\left(x \right)} d x} - {\color{red}{\int{\frac{\sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} d x}}}$$

Soit $$$u=\cos{\left(x \right)}$$$.

Alors $$$du=\left(\cos{\left(x \right)}\right)^{\prime }dx = - \sin{\left(x \right)} dx$$$ (les étapes peuvent être vues »), et nous obtenons $$$\sin{\left(x \right)} dx = - du$$$.

L’intégrale devient

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

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ avec $$$c=-1$$$ et $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{u}$$$ :

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

L’intégrale de $$$\frac{1}{u}$$$ est $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$ :

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

Rappelons que $$$u=\cos{\left(x \right)}$$$ :

$$\ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)} + \int{2 \cos^{2}{\left(x \right)} \tan{\left(x \right)} d x} = \ln{\left(\left|{{\color{red}{\cos{\left(x \right)}}}}\right| \right)} + \int{2 \cos^{2}{\left(x \right)} \tan{\left(x \right)} d x}$$

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ avec $$$c=2$$$ et $$$f{\left(x \right)} = \cos^{2}{\left(x \right)} \tan{\left(x \right)}$$$ :

$$\ln{\left(\left|{\cos{\left(x \right)}}\right| \right)} + {\color{red}{\int{2 \cos^{2}{\left(x \right)} \tan{\left(x \right)} d x}}} = \ln{\left(\left|{\cos{\left(x \right)}}\right| \right)} + {\color{red}{\left(2 \int{\cos^{2}{\left(x \right)} \tan{\left(x \right)} d x}\right)}}$$

Réécrivez l'intégrande:

$$\ln{\left(\left|{\cos{\left(x \right)}}\right| \right)} + 2 {\color{red}{\int{\cos^{2}{\left(x \right)} \tan{\left(x \right)} d x}}} = \ln{\left(\left|{\cos{\left(x \right)}}\right| \right)} + 2 {\color{red}{\int{\sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x}}}$$

Soit $$$u=\sin{\left(x \right)}$$$.

Alors $$$du=\left(\sin{\left(x \right)}\right)^{\prime }dx = \cos{\left(x \right)} dx$$$ (les étapes peuvent être vues »), et nous obtenons $$$\cos{\left(x \right)} dx = du$$$.

L’intégrale devient

$$\ln{\left(\left|{\cos{\left(x \right)}}\right| \right)} + 2 {\color{red}{\int{\sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x}}} = \ln{\left(\left|{\cos{\left(x \right)}}\right| \right)} + 2 {\color{red}{\int{u d u}}}$$

Appliquer la règle de puissance $$$\int u^{n}\, du = \frac{u^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$ avec $$$n=1$$$ :

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

Rappelons que $$$u=\sin{\left(x \right)}$$$ :

$$\ln{\left(\left|{\cos{\left(x \right)}}\right| \right)} + {\color{red}{u}}^{2} = \ln{\left(\left|{\cos{\left(x \right)}}\right| \right)} + {\color{red}{\sin{\left(x \right)}}}^{2}$$

Par conséquent,

$$\int{\cos{\left(2 x \right)} \tan{\left(x \right)} d x} = \ln{\left(\left|{\cos{\left(x \right)}}\right| \right)} + \sin^{2}{\left(x \right)}$$

Ajouter la constante d'intégration :

$$\int{\cos{\left(2 x \right)} \tan{\left(x \right)} d x} = \ln{\left(\left|{\cos{\left(x \right)}}\right| \right)} + \sin^{2}{\left(x \right)}+C$$

Réponse

$$$\int \cos{\left(2 x \right)} \tan{\left(x \right)}\, dx = \left(\ln\left(\left|{\cos{\left(x \right)}}\right|\right) + \sin^{2}{\left(x \right)}\right) + C$$$A