Integralen av $$$\tan{\left(u \right)}$$$

Bestäm $$$\int \tan{\left(u \right)}\, du$$$.

Skriv om tangenten som $$$\tan\left(u\right)=\frac{\sin\left(u\right)}{\cos\left(u\right)}$$$:

$${\color{red}{\int{\tan{\left(u \right)} d u}}} = {\color{red}{\int{\frac{\sin{\left(u \right)}}{\cos{\left(u \right)}} d u}}}$$

Låt $$$v=\cos{\left(u \right)}$$$ vara.

Då $$$dv=\left(\cos{\left(u \right)}\right)^{\prime }du = - \sin{\left(u \right)} du$$$ (stegen kan ses »), och vi har att $$$\sin{\left(u \right)} du = - dv$$$.

Integralen kan omskrivas som

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

Tillämpa konstantfaktorregeln $$$\int c f{\left(v \right)}\, dv = c \int f{\left(v \right)}\, dv$$$ med $$$c=-1$$$ och $$$f{\left(v \right)} = \frac{1}{v}$$$:

$${\color{red}{\int{\left(- \frac{1}{v}\right)d v}}} = {\color{red}{\left(- \int{\frac{1}{v} d v}\right)}}$$

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

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

Kom ihåg att $$$v=\cos{\left(u \right)}$$$:

$$- \ln{\left(\left|{{\color{red}{v}}}\right| \right)} = - \ln{\left(\left|{{\color{red}{\cos{\left(u \right)}}}}\right| \right)}$$

Alltså,

$$\int{\tan{\left(u \right)} d u} = - \ln{\left(\left|{\cos{\left(u \right)}}\right| \right)}$$

Lägg till integrationskonstanten:

$$\int{\tan{\left(u \right)} d u} = - \ln{\left(\left|{\cos{\left(u \right)}}\right| \right)}+C$$

$$$\int \tan{\left(u \right)}\, du = - \ln\left(\left|{\cos{\left(u \right)}}\right|\right) + C$$$A