Integral de $$$1 - \tan^{2}{\left(x \right)}$$$
Calculadora relacionada: Calculadora de Integrais Definidas e Impróprias
Sua entrada
Encontre $$$\int \left(1 - \tan^{2}{\left(x \right)}\right)\, dx$$$.
Solução
Integre termo a termo:
$${\color{red}{\int{\left(1 - \tan^{2}{\left(x \right)}\right)d x}}} = {\color{red}{\left(\int{1 d x} - \int{\tan^{2}{\left(x \right)} d x}\right)}}$$
Aplique a regra da constante $$$\int c\, dx = c x$$$ usando $$$c=1$$$:
$$- \int{\tan^{2}{\left(x \right)} d x} + {\color{red}{\int{1 d x}}} = - \int{\tan^{2}{\left(x \right)} d x} + {\color{red}{x}}$$
Seja $$$u=\tan{\left(x \right)}$$$.
Então $$$x=\operatorname{atan}{\left(u \right)}$$$ e $$$dx=\left(\operatorname{atan}{\left(u \right)}\right)^{\prime }du = \frac{du}{u^{2} + 1}$$$ (as etapas podem ser vistas »).
A integral pode ser reescrita como
$$x - {\color{red}{\int{\tan^{2}{\left(x \right)} d x}}} = x - {\color{red}{\int{\frac{u^{2}}{u^{2} + 1} d u}}}$$
Reescreva e separe a fração:
$$x - {\color{red}{\int{\frac{u^{2}}{u^{2} + 1} d u}}} = x - {\color{red}{\int{\left(1 - \frac{1}{u^{2} + 1}\right)d u}}}$$
Integre termo a termo:
$$x - {\color{red}{\int{\left(1 - \frac{1}{u^{2} + 1}\right)d u}}} = x - {\color{red}{\left(\int{1 d u} - \int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u}\right)}}$$
Aplique a regra da constante $$$\int c\, du = c u$$$ usando $$$c=1$$$:
$$x + \int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u} - {\color{red}{\int{1 d u}}} = x + \int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u} - {\color{red}{u}}$$
A integral de $$$\frac{1}{u^{2} + 1}$$$ é $$$\int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u} = \operatorname{atan}{\left(u \right)}$$$:
$$- u + x + {\color{red}{\int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u}}} = - u + x + {\color{red}{\operatorname{atan}{\left(u \right)}}}$$
Recorde que $$$u=\tan{\left(x \right)}$$$:
$$x + \operatorname{atan}{\left({\color{red}{u}} \right)} - {\color{red}{u}} = x + \operatorname{atan}{\left({\color{red}{\tan{\left(x \right)}}} \right)} - {\color{red}{\tan{\left(x \right)}}}$$
Portanto,
$$\int{\left(1 - \tan^{2}{\left(x \right)}\right)d x} = x - \tan{\left(x \right)} + \operatorname{atan}{\left(\tan{\left(x \right)} \right)}$$
Simplifique:
$$\int{\left(1 - \tan^{2}{\left(x \right)}\right)d x} = 2 x - \tan{\left(x \right)}$$
Adicione a constante de integração:
$$\int{\left(1 - \tan^{2}{\left(x \right)}\right)d x} = 2 x - \tan{\left(x \right)}+C$$
Resposta
$$$\int \left(1 - \tan^{2}{\left(x \right)}\right)\, dx = \left(2 x - \tan{\left(x \right)}\right) + C$$$A