Intégrale de $$$\frac{\sin^{2}{\left(x \right)}}{\cos^{4}{\left(x \right)}}$$$

Déterminez $$$\int \frac{\sin^{2}{\left(x \right)}}{\cos^{4}{\left(x \right)}}\, dx$$$.

Multipliez le numérateur et le dénominateur par $$$\cos^{2}{\left(x \right)}$$$ et convertissez $$$\frac{\sin^{2}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}}$$$ en $$$\tan^{2}{\left(x \right)}$$$:

$${\color{red}{\int{\frac{\sin^{2}{\left(x \right)}}{\cos^{4}{\left(x \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{\tan^{2}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}} d x}}}$$

Convertir $$$\frac{1}{\cos^{2}{\left(x \right)}}$$$ en $$$\sec^{2}{\left(x \right)}$$$:

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

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

Alors $$$du=\left(\tan{\left(x \right)}\right)^{\prime }dx = \sec^{2}{\left(x \right)} dx$$$ (les étapes peuvent être vues »), et nous obtenons $$$\sec^{2}{\left(x \right)} dx = du$$$.

Par conséquent,

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

Appliquer la règle de puissance $$$\int u^{n}\, du = \frac{u^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$ avec $$$n=2$$$ :

$${\color{red}{\int{u^{2} d u}}}={\color{red}{\frac{u^{1 + 2}}{1 + 2}}}={\color{red}{\left(\frac{u^{3}}{3}\right)}}$$

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

$$\frac{{\color{red}{u}}^{3}}{3} = \frac{{\color{red}{\tan{\left(x \right)}}}^{3}}{3}$$

Par conséquent,

$$\int{\frac{\sin^{2}{\left(x \right)}}{\cos^{4}{\left(x \right)}} d x} = \frac{\tan^{3}{\left(x \right)}}{3}$$

Ajouter la constante d'intégration :

$$\int{\frac{\sin^{2}{\left(x \right)}}{\cos^{4}{\left(x \right)}} d x} = \frac{\tan^{3}{\left(x \right)}}{3}+C$$

$$$\int \frac{\sin^{2}{\left(x \right)}}{\cos^{4}{\left(x \right)}}\, dx = \frac{\tan^{3}{\left(x \right)}}{3} + C$$$A