Integralen av $$$\frac{1 - \cos{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}}$$$

Kalkylatorn beräknar integralen/stamfunktionen för $$$\frac{1 - \cos{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}}$$$, 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 $$$\int \frac{1 - \cos{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}}\, dx$$$.

Lösning

Expand the expression:

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

Integrera termvis:

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

Skriv om integranden i termer av kosekanten:

$$- \int{\frac{\cos{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}} d x} + {\color{red}{\int{\frac{1}{\sin^{2}{\left(x \right)}} d x}}} = - \int{\frac{\cos{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}} d x} + {\color{red}{\int{\csc^{2}{\left(x \right)} d x}}}$$

Integralen av $$$\csc^{2}{\left(x \right)}$$$ är $$$\int{\csc^{2}{\left(x \right)} d x} = - \cot{\left(x \right)}$$$:

$$- \int{\frac{\cos{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}} d x} + {\color{red}{\int{\csc^{2}{\left(x \right)} d x}}} = - \int{\frac{\cos{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}} d x} + {\color{red}{\left(- \cot{\left(x \right)}\right)}}$$

Låt $$$u=\sin{\left(x \right)}$$$ vara.

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

Integralen kan omskrivas som

$$- \cot{\left(x \right)} - {\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}} d x}}} = - \cot{\left(x \right)} - {\color{red}{\int{\frac{1}{u^{2}} d u}}}$$

Tillämpa potensregeln $$$\int u^{n}\, du = \frac{u^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$ med $$$n=-2$$$:

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

Kom ihåg att $$$u=\sin{\left(x \right)}$$$:

$$- \cot{\left(x \right)} + {\color{red}{u}}^{-1} = - \cot{\left(x \right)} + {\color{red}{\sin{\left(x \right)}}}^{-1}$$

Alltså,

$$\int{\frac{1 - \cos{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}} d x} = - \cot{\left(x \right)} + \frac{1}{\sin{\left(x \right)}}$$

Lägg till integrationskonstanten:

$$\int{\frac{1 - \cos{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}} d x} = - \cot{\left(x \right)} + \frac{1}{\sin{\left(x \right)}}+C$$

Svar

$$$\int \frac{1 - \cos{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}}\, dx = \left(- \cot{\left(x \right)} + \frac{1}{\sin{\left(x \right)}}\right) + C$$$A