Integral de $$$\frac{\sec{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}}$$$
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Sua entrada
Encontre $$$\int \frac{\sec{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}}\, dx$$$.
Solução
Simplifique o integrando:
$${\color{red}{\int{\frac{\sec{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{2}{\sin{\left(2 x \right)}} d x}}}$$
Reescreva o seno usando a fórmula do ângulo duplo $$$\sin\left(2 x\right)=2\sin\left(\frac{2 x}{2}\right)\cos\left(\frac{2 x}{2}\right)$$$:
$${\color{red}{\int{\frac{2}{\sin{\left(2 x \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{\sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}} d x}}}$$
Multiplique o numerador e o denominador por $$$\sec^2\left(x \right)$$$:
$${\color{red}{\int{\frac{1}{\sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{\sec^{2}{\left(x \right)}}{\tan{\left(x \right)}} d x}}}$$
Seja $$$u=\tan{\left(x \right)}$$$.
Então $$$du=\left(\tan{\left(x \right)}\right)^{\prime }dx = \sec^{2}{\left(x \right)} dx$$$ (veja os passos »), e obtemos $$$\sec^{2}{\left(x \right)} dx = du$$$.
A integral pode ser reescrita como
$${\color{red}{\int{\frac{\sec^{2}{\left(x \right)}}{\tan{\left(x \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}$$
A integral de $$$\frac{1}{u}$$$ é $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$:
$${\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}} = {\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}$$
Recorde que $$$u=\tan{\left(x \right)}$$$:
$$\ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)} = \ln{\left(\left|{{\color{red}{\tan{\left(x \right)}}}}\right| \right)}$$
Portanto,
$$\int{\frac{\sec{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}} d x} = \ln{\left(\left|{\tan{\left(x \right)}}\right| \right)}$$
Adicione a constante de integração:
$$\int{\frac{\sec{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}} d x} = \ln{\left(\left|{\tan{\left(x \right)}}\right| \right)}+C$$
Resposta
$$$\int \frac{\sec{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}}\, dx = \ln\left(\left|{\tan{\left(x \right)}}\right|\right) + C$$$A