$$$\sqrt{2} \left(\cot^{2}{\left(x \right)} - 1\right)$$$의 적분

$$$\int \sqrt{2} \left(\cot^{2}{\left(x \right)} - 1\right)\, dx$$$을(를) 구하시오.

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$을 $$$c=\sqrt{2}$$$와 $$$f{\left(x \right)} = \cot^{2}{\left(x \right)} - 1$$$에 적용하세요:

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

각 항별로 적분하십시오:

$$\sqrt{2} {\color{red}{\int{\left(\cot^{2}{\left(x \right)} - 1\right)d x}}} = \sqrt{2} {\color{red}{\left(- \int{1 d x} + \int{\cot^{2}{\left(x \right)} d x}\right)}}$$

상수 법칙 $$$\int c\, dx = c x$$$을 $$$c=1$$$에 적용하십시오:

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

$$$u=\cot{\left(x \right)}$$$라 하자.

그러면 $$$du=\left(\cot{\left(x \right)}\right)^{\prime }dx = - \csc^{2}{\left(x \right)} dx$$$ (단계는 »에서 볼 수 있습니다), 그리고 $$$\csc^{2}{\left(x \right)} dx = - du$$$임을 얻습니다.

따라서,

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

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$을 $$$c=-1$$$와 $$$f{\left(u \right)} = \frac{u^{2}}{u^{2} + 1}$$$에 적용하세요:

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

분수식을 다시 쓰고 분리하세요:

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

각 항별로 적분하십시오:

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

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

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

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

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

다음 $$$u=\cot{\left(x \right)}$$$을 기억하라:

$$\sqrt{2} \left(- x + \operatorname{atan}{\left({\color{red}{u}} \right)} - {\color{red}{u}}\right) = \sqrt{2} \left(- x + \operatorname{atan}{\left({\color{red}{\cot{\left(x \right)}}} \right)} - {\color{red}{\cot{\left(x \right)}}}\right)$$

따라서,

$$\int{\sqrt{2} \left(\cot^{2}{\left(x \right)} - 1\right) d x} = \sqrt{2} \left(- x - \cot{\left(x \right)} + \operatorname{atan}{\left(\cot{\left(x \right)} \right)}\right)$$

적분 상수를 추가하세요:

$$\int{\sqrt{2} \left(\cot^{2}{\left(x \right)} - 1\right) d x} = \sqrt{2} \left(- x - \cot{\left(x \right)} + \operatorname{atan}{\left(\cot{\left(x \right)} \right)}\right)+C$$

$$$\int \sqrt{2} \left(\cot^{2}{\left(x \right)} - 1\right)\, dx = \sqrt{2} \left(- x - \cot{\left(x \right)} + \operatorname{atan}{\left(\cot{\left(x \right)} \right)}\right) + C$$$A