$$$\tan^{4}{\left(y \right)} \sec^{4}{\left(y \right)}$$$의 적분

$$$\int \tan^{4}{\left(y \right)} \sec^{4}{\left(y \right)}\, dy$$$을(를) 구하시오.

시컨트 두 개를 떼어 내고, $$$\alpha=y$$$에 대해 $$$\sec^2\left( \alpha \right)=\tan^2\left( \alpha \right) + 1$$$ 공식을 사용하여 나머지는 모두 탄젠트로 표현하세요.:

$${\color{red}{\int{\tan^{4}{\left(y \right)} \sec^{4}{\left(y \right)} d y}}} = {\color{red}{\int{\left(\tan^{2}{\left(y \right)} + 1\right) \tan^{4}{\left(y \right)} \sec^{2}{\left(y \right)} d y}}}$$

$$$u=\tan{\left(y \right)}$$$라 하자.

그러면 $$$du=\left(\tan{\left(y \right)}\right)^{\prime }dy = \sec^{2}{\left(y \right)} dy$$$ (단계는 »에서 볼 수 있습니다), 그리고 $$$\sec^{2}{\left(y \right)} dy = du$$$임을 얻습니다.

적분은 다음과 같이 다시 쓸 수 있습니다.

$${\color{red}{\int{\left(\tan^{2}{\left(y \right)} + 1\right) \tan^{4}{\left(y \right)} \sec^{2}{\left(y \right)} d y}}} = {\color{red}{\int{u^{4} \left(u^{2} + 1\right) d u}}}$$

Expand the expression:

$${\color{red}{\int{u^{4} \left(u^{2} + 1\right) d u}}} = {\color{red}{\int{\left(u^{6} + u^{4}\right)d u}}}$$

각 항별로 적분하십시오:

$${\color{red}{\int{\left(u^{6} + u^{4}\right)d u}}} = {\color{red}{\left(\int{u^{4} d u} + \int{u^{6} d u}\right)}}$$

멱법칙($$$\int u^{n}\, du = \frac{u^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$)을 $$$n=4$$$에 적용합니다:

$$\int{u^{6} d u} + {\color{red}{\int{u^{4} d u}}}=\int{u^{6} d u} + {\color{red}{\frac{u^{1 + 4}}{1 + 4}}}=\int{u^{6} d u} + {\color{red}{\left(\frac{u^{5}}{5}\right)}}$$

멱법칙($$$\int u^{n}\, du = \frac{u^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$)을 $$$n=6$$$에 적용합니다:

$$\frac{u^{5}}{5} + {\color{red}{\int{u^{6} d u}}}=\frac{u^{5}}{5} + {\color{red}{\frac{u^{1 + 6}}{1 + 6}}}=\frac{u^{5}}{5} + {\color{red}{\left(\frac{u^{7}}{7}\right)}}$$

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

$$\frac{{\color{red}{u}}^{5}}{5} + \frac{{\color{red}{u}}^{7}}{7} = \frac{{\color{red}{\tan{\left(y \right)}}}^{5}}{5} + \frac{{\color{red}{\tan{\left(y \right)}}}^{7}}{7}$$

따라서,

$$\int{\tan^{4}{\left(y \right)} \sec^{4}{\left(y \right)} d y} = \frac{\tan^{7}{\left(y \right)}}{7} + \frac{\tan^{5}{\left(y \right)}}{5}$$

적분 상수를 추가하세요:

$$\int{\tan^{4}{\left(y \right)} \sec^{4}{\left(y \right)} d y} = \frac{\tan^{7}{\left(y \right)}}{7} + \frac{\tan^{5}{\left(y \right)}}{5}+C$$

$$$\int \tan^{4}{\left(y \right)} \sec^{4}{\left(y \right)}\, dy = \left(\frac{\tan^{7}{\left(y \right)}}{7} + \frac{\tan^{5}{\left(y \right)}}{5}\right) + C$$$A