Integralen av $$$\operatorname{asec}{\left(x \right)}$$$
Relaterad kalkylator: Kalkylator för bestämda och oegentliga integraler
Din inmatning
Bestäm $$$\int \operatorname{asec}{\left(x \right)}\, dx$$$.
Lösning
För integralen $$$\int{\operatorname{asec}{\left(x \right)} d x}$$$, använd partiell integration $$$\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$$$.
Låt $$$\operatorname{u}=\operatorname{asec}{\left(x \right)}$$$ och $$$\operatorname{dv}=dx$$$.
Då gäller $$$\operatorname{du}=\left(\operatorname{asec}{\left(x \right)}\right)^{\prime }dx=\frac{\left|{x}\right|}{x^{2} \sqrt{x^{2} - 1}} dx$$$ (stegen kan ses ») och $$$\operatorname{v}=\int{1 d x}=x$$$ (stegen kan ses »).
Alltså,
$${\color{red}{\int{\operatorname{asec}{\left(x \right)} d x}}}={\color{red}{\left(\operatorname{asec}{\left(x \right)} \cdot x-\int{x \cdot \frac{\left|{x}\right|}{x^{2} \sqrt{x^{2} - 1}} d x}\right)}}={\color{red}{\left(x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - \int{\frac{\left|{x}\right|}{x \sqrt{x^{2} - 1}} d x}\right)}}$$
Låt $$$x=\cosh{\left(u \right)}$$$ vara.
Då $$$dx=\left(\cosh{\left(u \right)}\right)^{\prime }du = \sinh{\left(u \right)} du$$$ (stegen kan ses »).
Det följer också att $$$u=\operatorname{acosh}{\left(x \right)}$$$.
Integranden blir
$$$\frac{\left|{x}\right|}{x \sqrt{x^{2} - 1}} = \frac{1}{\sqrt{\cosh^{2}{\left( u \right)} - 1}}$$$
Använd identiteten $$$\cosh^{2}{\left( u \right)} - 1 = \sinh^{2}{\left( u \right)}$$$:
$$$\frac{1}{\sqrt{\cosh^{2}{\left( u \right)} - 1}}=\frac{1}{\sqrt{\sinh^{2}{\left( u \right)}}}$$$
Om vi antar att $$$\sinh{\left( u \right)} \ge 0$$$, erhåller vi följande:
$$$\frac{1}{\sqrt{\sinh^{2}{\left( u \right)}}} = \frac{1}{\sinh{\left( u \right)}}$$$
Integralen kan skrivas om som
$$x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - {\color{red}{\int{\frac{\left|{x}\right|}{x \sqrt{x^{2} - 1}} d x}}} = x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - {\color{red}{\int{1 d u}}}$$
Tillämpa konstantregeln $$$\int c\, du = c u$$$ med $$$c=1$$$:
$$x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - {\color{red}{\int{1 d u}}} = x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - {\color{red}{u}}$$
Kom ihåg att $$$u=\operatorname{acosh}{\left(x \right)}$$$:
$$x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - {\color{red}{u}} = x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - {\color{red}{\operatorname{acosh}{\left(x \right)}}}$$
Alltså,
$$\int{\operatorname{asec}{\left(x \right)} d x} = x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - \operatorname{acosh}{\left(x \right)}$$
Lägg till integrationskonstanten:
$$\int{\operatorname{asec}{\left(x \right)} d x} = x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - \operatorname{acosh}{\left(x \right)}+C$$
Svar
$$$\int \operatorname{asec}{\left(x \right)}\, dx = \left(x \operatorname{asec}{\left(x \right)} - \operatorname{acosh}{\left(x \right)}\right) + C$$$A