$$$2 \tan^{2}{\left(\theta \right)}$$$의 적분

$$$\int 2 \tan^{2}{\left(\theta \right)}\, d\theta$$$을(를) 구하시오.

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(\theta \right)}\, d\theta = c \int f{\left(\theta \right)}\, d\theta$$$을 $$$c=2$$$와 $$$f{\left(\theta \right)} = \tan^{2}{\left(\theta \right)}$$$에 적용하세요:

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

$$$u=\tan{\left(\theta \right)}$$$라 하자.

그러면 $$$\theta=\operatorname{atan}{\left(u \right)}$$$ 및 $$$d\theta=\left(\operatorname{atan}{\left(u \right)}\right)^{\prime }du = \frac{du}{u^{2} + 1}$$$ (단계는 »에서 볼 수 있습니다).

적분은 다음과 같이 다시 쓸 수 있습니다.

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

분수식을 다시 쓰고 분리하세요:

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

각 항별로 적분하십시오:

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

상수 법칙 $$$\int c\, du = c u$$$을 $$$c=1$$$에 적용하십시오:

$$- 2 \int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u} + 2 {\color{red}{\int{1 d u}}} = - 2 \int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u} + 2 {\color{red}{u}}$$

$$$\frac{1}{u^{2} + 1}$$$의 적분은 $$$\int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u} = \operatorname{atan}{\left(u \right)}$$$:

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

다음 $$$u=\tan{\left(\theta \right)}$$$을 기억하라:

$$- 2 \operatorname{atan}{\left({\color{red}{u}} \right)} + 2 {\color{red}{u}} = - 2 \operatorname{atan}{\left({\color{red}{\tan{\left(\theta \right)}}} \right)} + 2 {\color{red}{\tan{\left(\theta \right)}}}$$

따라서,

$$\int{2 \tan^{2}{\left(\theta \right)} d \theta} = 2 \tan{\left(\theta \right)} - 2 \operatorname{atan}{\left(\tan{\left(\theta \right)} \right)}$$

간단히 하시오:

$$\int{2 \tan^{2}{\left(\theta \right)} d \theta} = 2 \left(- \theta + \tan{\left(\theta \right)}\right)$$

적분 상수를 추가하세요:

$$\int{2 \tan^{2}{\left(\theta \right)} d \theta} = 2 \left(- \theta + \tan{\left(\theta \right)}\right)+C$$

$$$\int 2 \tan^{2}{\left(\theta \right)}\, d\theta = 2 \left(- \theta + \tan{\left(\theta \right)}\right) + C$$$A