Integral de $$$- \sin{\left(x \right)} + \frac{1}{\cos{\left(x \right)}}$$$

A calculadora encontrará a integral/antiderivada de $$$- \sin{\left(x \right)} + \frac{1}{\cos{\left(x \right)}}$$$, com os passos mostrados.

Calculadora relacionada: Calculadora de Integrais Definidas e Impróprias

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Encontre $$$\int \left(- \sin{\left(x \right)} + \frac{1}{\cos{\left(x \right)}}\right)\, dx$$$.

Solução

Integre termo a termo:

$${\color{red}{\int{\left(- \sin{\left(x \right)} + \frac{1}{\cos{\left(x \right)}}\right)d x}}} = {\color{red}{\left(- \int{\sin{\left(x \right)} d x} + \int{\frac{1}{\cos{\left(x \right)}} d x}\right)}}$$

Reescreva o cosseno em termos do seno usando a fórmula $$$\cos\left(x\right)=\sin\left(x + \frac{\pi}{2}\right)$$$ e depois reescreva o seno usando a fórmula do ângulo duplo $$$\sin\left(x\right)=2\sin\left(\frac{x}{2}\right)\cos\left(\frac{x}{2}\right)$$$:

$$- \int{\sin{\left(x \right)} d x} + {\color{red}{\int{\frac{1}{\cos{\left(x \right)}} d x}}} = - \int{\sin{\left(x \right)} d x} + {\color{red}{\int{\frac{1}{2 \sin{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}} d x}}}$$

Multiplique o numerador e o denominador por $$$\sec^2\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)$$$:

$$- \int{\sin{\left(x \right)} d x} + {\color{red}{\int{\frac{1}{2 \sin{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}} d x}}} = - \int{\sin{\left(x \right)} d x} + {\color{red}{\int{\frac{\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}}{2 \tan{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}} d x}}}$$

Seja $$$u=\tan{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}$$$.

Então $$$du=\left(\tan{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}\right)^{\prime }dx = \frac{\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}}{2} dx$$$ (veja os passos »), e obtemos $$$\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)} dx = 2 du$$$.

Assim,

$$- \int{\sin{\left(x \right)} d x} + {\color{red}{\int{\frac{\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}}{2 \tan{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}} d x}}} = - \int{\sin{\left(x \right)} d x} + {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}$$

A integral de $$$\frac{1}{u}$$$ é $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$:

$$- \int{\sin{\left(x \right)} d x} + {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}} = - \int{\sin{\left(x \right)} d x} + {\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}$$

Recorde que $$$u=\tan{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}$$$:

$$\ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)} - \int{\sin{\left(x \right)} d x} = \ln{\left(\left|{{\color{red}{\tan{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}}}}\right| \right)} - \int{\sin{\left(x \right)} d x}$$

A integral do seno é $$$\int{\sin{\left(x \right)} d x} = - \cos{\left(x \right)}$$$:

$$\ln{\left(\left|{\tan{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}}\right| \right)} - {\color{red}{\int{\sin{\left(x \right)} d x}}} = \ln{\left(\left|{\tan{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}}\right| \right)} - {\color{red}{\left(- \cos{\left(x \right)}\right)}}$$

Portanto,

$$\int{\left(- \sin{\left(x \right)} + \frac{1}{\cos{\left(x \right)}}\right)d x} = \ln{\left(\left|{\tan{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}}\right| \right)} + \cos{\left(x \right)}$$

Adicione a constante de integração:

$$\int{\left(- \sin{\left(x \right)} + \frac{1}{\cos{\left(x \right)}}\right)d x} = \ln{\left(\left|{\tan{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}}\right| \right)} + \cos{\left(x \right)}+C$$

Resposta

$$$\int \left(- \sin{\left(x \right)} + \frac{1}{\cos{\left(x \right)}}\right)\, dx = \left(\ln\left(\left|{\tan{\left(\frac{x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}}\right|\right) + \cos{\left(x \right)}\right) + C$$$A