22.09.2009, 21:30
общий
это ответ
Здравствуйте, Попов Антон Андреевич.
Интеграл имеет вид:
∫ dx / (2sin(x) + cos(x) + 2)
1. Здесь надо применить тригонометрическую подстановку:
tg(x/2) = t
Тогда:
x = 2*arctg(t)
[$8658$] dx = [2*arctg(t)]'dt = [2*dt / (1 + t2)]
Также:
cos(x) = [cos(2*(x/2))] / 1 = [cos2(x/2) - sin2(x/2)] / [cos2(x/2) + sin2(x/2)] =
= {[cos2(x/2) - sin2(x/2)] : cos2(x/2)} / {[cos2(x/2) + sin2(x/2)] : cos2(x/2)} =
= [1 - tg2(x/2)] / [1 + tg2(x/2)] = [1 - t2] / [1 + t2]
sin(x) = [sin(2*(x/2))] / 1 = [2*cos(x/2)*sin(x/2)] / [cos2(x/2) + sin2(x/2)] =
= {[2*cos(x/2)*sin(x/2)] : cos2(x/2)} / {[cos2(x/2) + sin2(x/2)] : cos2(x/2)} =
= [2*tg(x/2)] / [1 + tg2(x/2)] = [2t] / [1 + t2]
Итак:
∫ dx / (2sin(x) + cos(x) + 2) = ∫ {2*dt / (1 + t2)} / {[2*(2t) / (1 + t2)] + [(1 - t2) / (1 + t2)] + 2} =
= ∫ {2*dt} / {t2 + 4t + 3}
2. Далее раскладываем полученную дробь
Так как:
t2 + 4t + 3 = 0
при t1,2 = - 2 [$177$] [$8730$]((- 2)2 - 3) = - 2 [$177$] 1
то:
t2 + 4t + 3 = (t + 1)*(t + 3)
Пусть:
2 / (t2 + 4t + 3) = {A / (t + 1)} + {B / (t + 3)}
Тогда:
2 = A*(t + 3) + B*(t + 1) = (A + B)*t + (3A + B)
Получим систему уравнений:
{ A + B = 0
{ 3A + B = 2
Решая, получим: A = 1 и B = - 1
Значит:
2 / (t2 + 4t + 3) = {1 / (t + 1)} - {1 / (t + 3)}
3. Продолжаем решение интеграла
∫ dx / (2sin(x) + cos(x) + 2) = ∫ {2*dt} / {t2 + 4t + 3} = ∫ {dt / (t + 1)} - ∫ {dt / (t + 3)} =
= ln |t + 1| - ln |t + 3| + ln (C) = ln |C * (t + 1) / (t + 3)| =
= / так как t = tg(x/2), то / =
= ln |C * (tg(x/2) + 1) / (tg(x/2) + 3)| = ln|C * [(tg(x/2) + 1)*cos(x/2)] / [(tg(x/2) + 3)*cos(x/2)]| =
= ln |C * [sin(x/2) + cos(x/2)] / [sin(x/2) + 3*cos(x/2)]|, где C = const
Ответ:
∫ dx / (2sin(x) + cos(x) + 2) = ln |C * [sin(x/2) + cos(x/2)] / [sin(x/2) + 3*cos(x/2)]|, где C = const