不定积分(sinx)/(1+cosx) dx怎么求?

如题所述

当面临积分问题 ∫(sinx)/(1+cosx) dx,我们可以通过巧妙的代换技巧来求解。首先,让我们将原式转换,这一步骤至关重要:


原式等于 ∫(1/(1+cosx)) d(-1-cosx),这里我们利用了三角恒等式 1 - cos²x = sin²x,将原积分中的分母转化为 -1 - cosx。


接下来,我们可以对该表达式进行部分分式分解,将 1 写成 1/(1+cosx) = A/(1+cosx) + B/(1-cosx) 的形式,通过解这个方程组找到 A 和 B 的值。通过简单的代数运算,我们得到 A = 1/2B = 1/2


然后,我们将原积分重写为:


∫(1/2(1/(1+cosx) + 1/(1-cosx))) d(-1-cosx)


接着,我们分别对这两个部分进行积分,运用基本的三角函数积分公式。对于 1/(1+cosx),积分结果是 ln|1+cosx|,而 1/(1-cosx) 的积分需要使用辅助角公式或者查表得到 ln|secx + tanx|


将两部分合并,我们得到:


1/2[ln|1+cosx| - ln|1-cosx|] + C


这里 C 是积分常数,代表所有可能的解。最后,我们可以利用对数的运算法则简化得到:


1/2[ln|(1+cosx)/(1-cosx)|] + C = 1/2[ln|2sin²(x/2)|] + C


因为 sin²(x/2) 可以进一步简化为 1-cosx,我们最终得到积分的结果:


1/2[ln|2(1-cosx)|] + C = ln|sqrt(2)sin(x/2)| + C


这就是求解 ∫(sinx)/(1+cosx) dx 的完整过程,通过代换和三角恒等式,我们巧妙地转化并求得了答案。

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