$$$\sin{\left(x \right)} - \frac{\cos^{2}{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}}$$$'nin integrali

Bulun: $$$\int \left(\sin{\left(x \right)} - \frac{\cos^{2}{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}}\right)\, dx$$$.

Her terimin integralini alın:

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

Payı ve paydayı bir sinüsle çarpın ve geri kalan her şeyi kosinüs cinsinden yazın, $$$\sin^2\left(\alpha \right)=-\cos^2\left(\alpha \right)+1$$$ formülünü $$$\alpha=x$$$ ile kullanarak:

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

$$$u=\cos{\left(x \right)}$$$ olsun.

Böylece $$$du=\left(\cos{\left(x \right)}\right)^{\prime }dx = - \sin{\left(x \right)} dx$$$ (adımlar » görülebilir) ve $$$\sin{\left(x \right)} dx = - du$$$ elde ederiz.

Dolayısıyla,

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

Sabit katsayı kuralı $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$'i $$$c=-1$$$ ve $$$f{\left(u \right)} = \frac{u^{2}}{1 - u^{2}}$$$ ile uygula:

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

Payın derecesi paydanın derecesinden küçük olmadığından, polinom uzun bölmesi uygulayın (adımlar » görülebilir):

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

Her terimin integralini alın:

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

$$$c=1$$$ kullanarak $$$\int c\, du = c u$$$ sabit kuralını uygula:

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

Kısmi kesirlere ayrıştırma yapın (adımlar » görülebilir):

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

Her terimin integralini alın:

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

Sabit katsayı kuralı $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$'i $$$c=\frac{1}{2}$$$ ve $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{u + 1}$$$ ile uygula:

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

$$$v=u + 1$$$ olsun.

Böylece $$$dv=\left(u + 1\right)^{\prime }du = 1 du$$$ (adımlar » görülebilir) ve $$$du = dv$$$ elde ederiz.

İntegral şu hale gelir

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

$$$\frac{1}{v}$$$'nin integrali $$$\int{\frac{1}{v} d v} = \ln{\left(\left|{v}\right| \right)}$$$:

$$- u + \int{\sin{\left(x \right)} d x} - \int{\frac{1}{2 \left(u - 1\right)} d u} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{v} d v}}}}{2} = - u + \int{\sin{\left(x \right)} d x} - \int{\frac{1}{2 \left(u - 1\right)} d u} + \frac{{\color{red}{\ln{\left(\left|{v}\right| \right)}}}}{2}$$

Hatırlayın ki $$$v=u + 1$$$:

$$- u + \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{v}}}\right| \right)}}{2} + \int{\sin{\left(x \right)} d x} - \int{\frac{1}{2 \left(u - 1\right)} d u} = - u + \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(u + 1\right)}}}\right| \right)}}{2} + \int{\sin{\left(x \right)} d x} - \int{\frac{1}{2 \left(u - 1\right)} d u}$$

Sabit katsayı kuralı $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$'i $$$c=\frac{1}{2}$$$ ve $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{u - 1}$$$ ile uygula:

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

$$$v=u - 1$$$ olsun.

Böylece $$$dv=\left(u - 1\right)^{\prime }du = 1 du$$$ (adımlar » görülebilir) ve $$$du = dv$$$ elde ederiz.

Dolayısıyla,

$$- u + \frac{\ln{\left(\left|{u + 1}\right| \right)}}{2} + \int{\sin{\left(x \right)} d x} - \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{u - 1} d u}}}}{2} = - u + \frac{\ln{\left(\left|{u + 1}\right| \right)}}{2} + \int{\sin{\left(x \right)} d x} - \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{v} d v}}}}{2}$$

$$$\frac{1}{v}$$$'nin integrali $$$\int{\frac{1}{v} d v} = \ln{\left(\left|{v}\right| \right)}$$$:

$$- u + \frac{\ln{\left(\left|{u + 1}\right| \right)}}{2} + \int{\sin{\left(x \right)} d x} - \frac{{\color{red}{\int{\frac{1}{v} d v}}}}{2} = - u + \frac{\ln{\left(\left|{u + 1}\right| \right)}}{2} + \int{\sin{\left(x \right)} d x} - \frac{{\color{red}{\ln{\left(\left|{v}\right| \right)}}}}{2}$$

Hatırlayın ki $$$v=u - 1$$$:

$$- u + \frac{\ln{\left(\left|{u + 1}\right| \right)}}{2} - \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{v}}}\right| \right)}}{2} + \int{\sin{\left(x \right)} d x} = - u + \frac{\ln{\left(\left|{u + 1}\right| \right)}}{2} - \frac{\ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(u - 1\right)}}}\right| \right)}}{2} + \int{\sin{\left(x \right)} d x}$$

Hatırlayın ki $$$u=\cos{\left(x \right)}$$$:

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

Sinüsün integrali $$$\int{\sin{\left(x \right)} d x} = - \cos{\left(x \right)}$$$:

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

Dolayısıyla,

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

İntegrasyon sabitini ekleyin:

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

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