Integral de $$$\frac{1}{\cos{\left(x \right)} + 1}$$$
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Sua entrada
Encontre $$$\int \frac{1}{\cos{\left(x \right)} + 1}\, dx$$$.
Solução
Reescreva o cosseno usando a fórmula do ângulo duplo $$$\cos\left(x\right)=2\cos^2\left(\frac{x}{2}\right)-1$$$ e simplifique:
$${\color{red}{\int{\frac{1}{\cos{\left(x \right)} + 1} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{2 \cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}} d x}}}$$
Seja $$$u=\frac{x}{2}$$$.
Então $$$du=\left(\frac{x}{2}\right)^{\prime }dx = \frac{dx}{2}$$$ (veja os passos »), e obtemos $$$dx = 2 du$$$.
Portanto,
$${\color{red}{\int{\frac{1}{2 \cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{\cos^{2}{\left(u \right)}} d u}}}$$
Reescreva o integrando em termos da secante:
$${\color{red}{\int{\frac{1}{\cos^{2}{\left(u \right)}} d u}}} = {\color{red}{\int{\sec^{2}{\left(u \right)} d u}}}$$
A integral de $$$\sec^{2}{\left(u \right)}$$$ é $$$\int{\sec^{2}{\left(u \right)} d u} = \tan{\left(u \right)}$$$:
$${\color{red}{\int{\sec^{2}{\left(u \right)} d u}}} = {\color{red}{\tan{\left(u \right)}}}$$
Recorde que $$$u=\frac{x}{2}$$$:
$$\tan{\left({\color{red}{u}} \right)} = \tan{\left({\color{red}{\left(\frac{x}{2}\right)}} \right)}$$
Portanto,
$$\int{\frac{1}{\cos{\left(x \right)} + 1} d x} = \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}$$
Adicione a constante de integração:
$$\int{\frac{1}{\cos{\left(x \right)} + 1} d x} = \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}+C$$
Resposta
$$$\int \frac{1}{\cos{\left(x \right)} + 1}\, dx = \tan{\left(\frac{x}{2} \right)} + C$$$A