Integralen av $$$\frac{\cos{\left(7 x \right)} \sec^{2}{\left(7 x \right)}}{7}$$$

Kalkylatorn beräknar integralen/stamfunktionen för $$$\frac{\cos{\left(7 x \right)} \sec^{2}{\left(7 x \right)}}{7}$$$, med visade steg.

Relaterad kalkylator: Kalkylator för bestämda och oegentliga integraler

Vänligen skriv utan några differentialer såsom $$$dx$$$, $$$dy$$$ osv.
Lämna tomt för automatisk identifiering.

Om räknaren inte beräknade något, om du har identifierat ett fel eller om du har ett förslag/feedback, vänligen kontakta oss.

Din inmatning

Bestäm $$$\int \frac{\cos{\left(7 x \right)} \sec^{2}{\left(7 x \right)}}{7}\, dx$$$.

Lösning

Tillämpa konstantfaktorregeln $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ med $$$c=\frac{1}{7}$$$ och $$$f{\left(x \right)} = \cos{\left(7 x \right)} \sec^{2}{\left(7 x \right)}$$$:

$${\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(7 x \right)} \sec^{2}{\left(7 x \right)}}{7} d x}}} = {\color{red}{\left(\frac{\int{\cos{\left(7 x \right)} \sec^{2}{\left(7 x \right)} d x}}{7}\right)}}$$

Skriv om integranden:

$$\frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(7 x \right)} \sec^{2}{\left(7 x \right)} d x}}}}{7} = \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{\cos{\left(7 x \right)}} d x}}}}{7}$$

Skriv om cosinus i termer av sinus med hjälp av formeln $$$\cos\left(7 x\right)=\sin\left(7 x + \frac{\pi}{2}\right)$$$ och skriv sedan om sinus med dubbelvinkelformeln $$$\sin\left(7 x\right)=2\sin\left(\frac{7 x}{2}\right)\cos\left(\frac{7 x}{2}\right)$$$:

$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{\cos{\left(7 x \right)}} d x}}}}{7} = \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{2 \sin{\left(\frac{7 x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{7 x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}} d x}}}}{7}$$

Multiplicera täljare och nämnare med $$$\sec^2\left(\frac{7 x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)$$$:

$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{2 \sin{\left(\frac{7 x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)} \cos{\left(\frac{7 x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}} d x}}}}{7} = \frac{{\color{red}{\int{\frac{\sec^{2}{\left(\frac{7 x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}}{2 \tan{\left(\frac{7 x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}} d x}}}}{7}$$

Låt $$$u=\tan{\left(\frac{7 x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}$$$ vara.

$$$du=\left(\tan{\left(\frac{7 x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}\right)^{\prime }dx = \frac{7 \sec^{2}{\left(\frac{7 x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}}{2} dx$$$ (stegen kan ses »), och vi har att $$$\sec^{2}{\left(\frac{7 x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)} dx = \frac{2 du}{7}$$$.

Integralen kan omskrivas som

$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{\sec^{2}{\left(\frac{7 x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}}{2 \tan{\left(\frac{7 x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}} d x}}}}{7} = \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{7 u} d u}}}}{7}$$

Tillämpa konstantfaktorregeln $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ med $$$c=\frac{1}{7}$$$ och $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{u}$$$:

$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{7 u} d u}}}}{7} = \frac{{\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{u} d u}}{7}\right)}}}{7}$$

Integralen av $$$\frac{1}{u}$$$ är $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$:

$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}}{49} = \frac{{\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}}{49}$$

Kom ihåg att $$$u=\tan{\left(\frac{7 x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}$$$:

$$\frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)}}{49} = \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{\tan{\left(\frac{7 x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}}}}\right| \right)}}{49}$$

Alltså,

$$\int{\frac{\cos{\left(7 x \right)} \sec^{2}{\left(7 x \right)}}{7} d x} = \frac{\ln{\left(\left|{\tan{\left(\frac{7 x}{2} + \frac{\pi}{4} \right)}}\right| \right)}}{49}$$

Förenkla:

$$\int{\frac{\cos{\left(7 x \right)} \sec^{2}{\left(7 x \right)}}{7} d x} = \frac{\ln{\left(\left|{\tan{\left(\frac{14 x + \pi}{4} \right)}}\right| \right)}}{49}$$

Lägg till integrationskonstanten:

$$\int{\frac{\cos{\left(7 x \right)} \sec^{2}{\left(7 x \right)}}{7} d x} = \frac{\ln{\left(\left|{\tan{\left(\frac{14 x + \pi}{4} \right)}}\right| \right)}}{49}+C$$

Svar

$$$\int \frac{\cos{\left(7 x \right)} \sec^{2}{\left(7 x \right)}}{7}\, dx = \frac{\ln\left(\left|{\tan{\left(\frac{14 x + \pi}{4} \right)}}\right|\right)}{49} + C$$$A