Nous pouvons résoudre l'intégrale $\int\frac{1}{2\sin\left(x\right)\cos\left(x\right)}dx$ en appliquant la méthode de substitution de Weierstrass (également connue sous le nom de substitution du demi-angle tangent) qui convertit une intégrale de fonctions trigonométriques en une fonction rationnelle de $t$ en établissant la substitution suivante
D'où
En substituant l'intégrale d'origine, on obtient
Simplifier
Appliquer la formule : $\int\frac{a}{bc}dx$$=\frac{1}{c}\int\frac{a}{b}dx$, où $a=1+t^{2}$, $b=\left(1-t^{2}\right)t$ et $c=2$
Réécrire la fraction $\frac{1+t^{2}}{\left(1-t^{2}\right)t}$ en $2$ fractions plus simples à l'aide de la décomposition partielle des fractions
Simplifier l'expression
Nous pouvons résoudre l'intégrale $\int\frac{t}{1-t^{2}}dt$ en appliquant la méthode d'intégration par substitution (également appelée substitution en U). Tout d'abord, nous devons identifier une section de l'intégrale avec une nouvelle variable (appelons-la $u$), qui, une fois substituée, rend l'intégrale plus facile. Nous voyons que $1-t^{2}$ est un bon candidat pour la substitution. Définissons une variable $u$ et assignons-la à la partie choisie
Maintenant, pour réécrire $dt$ en termes de $du$, nous devons trouver la dérivée de $u$. Nous devons calculer $du$, ce que nous pouvons faire en dérivant l'équation ci-dessus.
Isoler $dt$ dans l'équation précédente
En substituant $u$ et $dt$ dans l'intégrale et en simplifiant
L'intégrale $-\frac{1}{2}\int\frac{1}{u}du$ se traduit par : $-\frac{1}{2}\ln\left(1-t^{2}\right)$
L'intégrale $\frac{1}{2}\int\frac{1}{t}dt$ se traduit par : $\frac{1}{2}\ln\left(t\right)$
Rassembler les résultats de toutes les intégrales
Remplacez $t$ par la valeur que nous lui avons attribuée au début : $\tan\left(\frac{x}{2}\right)$
Comme l'intégrale que nous résolvons est une intégrale indéfinie, lorsque nous terminons l'intégration, nous devons ajouter la constante d'intégration $C$
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