Jak hodnotíte určitý integrál int sec ^ 2x / (1 + tan ^ 2x) z [0, pi / 4]?

Jak hodnotíte určitý integrál int sec ^ 2x / (1 + tan ^ 2x) z [0, pi / 4]?
Anonim

Odpovědět:

# pi / 4 #

Vysvětlení:

Všimněte si, že z druhé Pythagorean identity, že

# 1 + tan ^ 2x = sec ^ 2x #

To znamená, že zlomek je roven 1, což nám dává poměrně jednoduchý integrál

# int_0 ^ (pi / 4) dx = x | _0 ^ (pi / 4) = pi / 4 #

Odpovědět:

# pi / 4 #

Vysvětlení:

Zajímavé je, že si můžeme všimnout, že to odpovídá tvaru arctangentního integrálu, konkrétně:

# int1 / (1 + u ^ 2) du = arctan (u) #

Tady, jestli # u = tanx # pak # du = sec ^ 2xdx #, pak:

# intsec ^ 2x / (1 + tan ^ 2x) dx = int1 / (1 + u ^ 2) du = arctan (u) = arctan (tanx) = x #

Přidání mezí:

# int_0 ^ (pi / 4) sec ^ 2x / (1 + tan ^ 2x) dx = x _0 ^ (pi / 4) = pi / 4-0 = pi / 4 #