Консультация № 172487
22.09.2009, 17:30
0.00 руб.
0 1 1
Добрый вечер! Помогите найти неопределенный интеграл.

[$8747$] dx/2sinx+cosx+2

Заранее спасибо.

Обсуждение

Неизвестный
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

Форма ответа