Hogyan értékeli az int sec ^ 2x / (1 + tan ^ 2x) határozott integrálját a [0, pi / 4] -ból?

Hogyan értékeli az int sec ^ 2x / (1 + tan ^ 2x) határozott integrálját a [0, pi / 4] -ból?
Anonim

Válasz:

# Pi / 4 #

Magyarázat:

Figyeljük meg, hogy a második pythagorai identitásból

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

Ez azt jelenti, hogy a frakció 1-nek felel meg, és ez meglehetősen egyszerű integrálást hagy nekünk

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

Válasz:

# Pi / 4 #

Magyarázat:

Érdekes módon azt is megjegyezzük, hogy ez illeszkedik az arctangens integrál formájához, nevezetesen:

# Int1 / (1 + u ^ 2) du = arctan (u) #

Itt, ha # U = tanx # azután # Du = sec ^ 2xdx #, azután:

# Intsec ^ 2x / (1 + tan ^ 2x) dx = Int1 / (1 + u ^ 2) du = arctan (u) = arctan (tanx) = x #

A határok hozzáadása:

# Int_0 ^ (pi / 4) sec ^ 2x / (1 + tan ^ 2x) dx = x _0 ^ (pi / 4) = pi / 4-0 = pi / 4 #