Integraal van $$$\csc{\left(x \right)}$$$
Gerelateerde rekenmachine: Rekenmachine voor bepaalde en oneigenlijke integralen
Uw invoer
Bepaal $$$\int \csc{\left(x \right)}\, dx$$$.
Oplossing
Herschrijf de cosecans als $$$\csc\left(x\right)=\frac{1}{\sin\left(x\right)}$$$:
$${\color{red}{\int{\csc{\left(x \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{\sin{\left(x \right)}} d x}}}$$
Herschrijf de sinus met behulp van de formule voor de dubbele hoek $$$\sin\left(x\right)=2\sin\left(\frac{x}{2}\right)\cos\left(\frac{x}{2}\right)$$$:
$${\color{red}{\int{\frac{1}{\sin{\left(x \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{2 \sin{\left(\frac{x}{2} \right)} \cos{\left(\frac{x}{2} \right)}} d x}}}$$
Vermenigvuldig de teller en de noemer met $$$\sec^2\left(\frac{x}{2} \right)$$$:
$${\color{red}{\int{\frac{1}{2 \sin{\left(\frac{x}{2} \right)} \cos{\left(\frac{x}{2} \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2 \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}} d x}}}$$
Zij $$$u=\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}$$$.
Dan $$$du=\left(\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}\right)^{\prime }dx = \frac{\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} dx$$$ (de stappen zijn te zien »), en dan geldt dat $$$\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} dx = 2 du$$$.
De integraal wordt
$${\color{red}{\int{\frac{\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2 \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}$$
De integraal van $$$\frac{1}{u}$$$ is $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$:
$${\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}} = {\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}$$
We herinneren eraan dat $$$u=\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}$$$:
$$\ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)} = \ln{\left(\left|{{\color{red}{\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}}}\right| \right)}$$
Dus,
$$\int{\csc{\left(x \right)} d x} = \ln{\left(\left|{\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}\right| \right)}$$
Voeg de integratieconstante toe:
$$\int{\csc{\left(x \right)} d x} = \ln{\left(\left|{\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}\right| \right)}+C$$
Antwoord
$$$\int \csc{\left(x \right)}\, dx = \ln\left(\left|{\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}\right|\right) + C$$$A