Integralen av $$$\frac{1}{34 \cosh{\left(x \right)}}$$$

Bestäm $$$\int \frac{1}{34 \cosh{\left(x \right)}}\, dx$$$.

Omskriv den hyperboliska funktionen i termer av exponentialfunktionen:

$${\color{red}{\int{\frac{1}{34 \cosh{\left(x \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{34 \left(\frac{e^{x}}{2} + \frac{e^{- x}}{2}\right)} d x}}}$$

Förenkla integranden:

$${\color{red}{\int{\frac{1}{34 \left(\frac{e^{x}}{2} + \frac{e^{- x}}{2}\right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{1}{17 \left(e^{x} + e^{- x}\right)} d x}}}$$

Tillämpa konstantfaktorregeln $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ med $$$c=\frac{1}{17}$$$ och $$$f{\left(x \right)} = \frac{1}{e^{x} + e^{- x}}$$$:

$${\color{red}{\int{\frac{1}{17 \left(e^{x} + e^{- x}\right)} d x}}} = {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{e^{x} + e^{- x}} d x}}{17}\right)}}$$

Simplify:

$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{e^{x} + e^{- x}} d x}}}}{17} = \frac{{\color{red}{\int{\frac{e^{x}}{e^{2 x} + 1} d x}}}}{17}$$

Låt $$$u=e^{x}$$$ vara.

Då $$$du=\left(e^{x}\right)^{\prime }dx = e^{x} dx$$$ (stegen kan ses »), och vi har att $$$e^{x} dx = du$$$.

Integralen blir

$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{e^{x}}{e^{2 x} + 1} d x}}}}{17} = \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u}}}}{17}$$

Integralen av $$$\frac{1}{u^{2} + 1}$$$ är $$$\int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u} = \operatorname{atan}{\left(u \right)}$$$:

$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u}}}}{17} = \frac{{\color{red}{\operatorname{atan}{\left(u \right)}}}}{17}$$

Kom ihåg att $$$u=e^{x}$$$:

$$\frac{\operatorname{atan}{\left({\color{red}{u}} \right)}}{17} = \frac{\operatorname{atan}{\left({\color{red}{e^{x}}} \right)}}{17}$$

Alltså,

$$\int{\frac{1}{34 \cosh{\left(x \right)}} d x} = \frac{\operatorname{atan}{\left(e^{x} \right)}}{17}$$

Lägg till integrationskonstanten:

$$\int{\frac{1}{34 \cosh{\left(x \right)}} d x} = \frac{\operatorname{atan}{\left(e^{x} \right)}}{17}+C$$

$$$\int \frac{1}{34 \cosh{\left(x \right)}}\, dx = \frac{\operatorname{atan}{\left(e^{x} \right)}}{17} + C$$$A