$$$\frac{1}{\cosh{\left(x \right)}}$$$ 的积分

该计算器将求出$$$\frac{1}{\cosh{\left(x \right)}}$$$的积分/原函数,并显示步骤。

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您的输入

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

解答

用指数函数表示该双曲函数:

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

化简被积函数:

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

$$$c=2$$$$$$f{\left(x \right)} = \frac{1}{e^{x} + e^{- x}}$$$ 应用常数倍法则 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$

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

Simplify:

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

$$$u=e^{x}$$$

$$$du=\left(e^{x}\right)^{\prime }dx = e^{x} dx$$$ (步骤见»),并有$$$e^{x} dx = du$$$

积分变为

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

$$$\frac{1}{u^{2} + 1}$$$ 的积分为 $$$\int{\frac{1}{u^{2} + 1} d u} = \operatorname{atan}{\left(u \right)}$$$:

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

回忆一下 $$$u=e^{x}$$$:

$$2 \operatorname{atan}{\left({\color{red}{u}} \right)} = 2 \operatorname{atan}{\left({\color{red}{e^{x}}} \right)}$$

因此,

$$\int{\frac{1}{\cosh{\left(x \right)}} d x} = 2 \operatorname{atan}{\left(e^{x} \right)}$$

加上积分常数:

$$\int{\frac{1}{\cosh{\left(x \right)}} d x} = 2 \operatorname{atan}{\left(e^{x} \right)}+C$$

答案

$$$\int \frac{1}{\cosh{\left(x \right)}}\, dx = 2 \operatorname{atan}{\left(e^{x} \right)} + C$$$A


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