Wie kann man int arctan (1 / x) arctan(1x) mit der Integration nach Teilen integrieren?

Antworten:

Siehe den Erklärungsabschnitt unten.

Erläuterung:

int arctan(1/x) dxarctan(1x)dx

Lassen theta = arctan(1/x)θ=arctan(1x).

Dadurch tan theta = 1/xtanθ=1x, damit cot theta = xcotθ=x.

Außerdem, dx = -csc^2 theta " " d thetadx=csc2θ dθ

Das Integral wird:

int theta (-csc^2 theta) d thetaθ(csc2θ)dθ

Lassen u = thetau=θ und dv = (-csc^2 theta) d thetadv=(csc2θ)dθ

So du = d thetadu=dθ und v = cot thetav=cotθ

uv-int v du = theta cot theta - int cot theta d thetauvvdu=θcotθcotθdθ

Das Integral kann durch Substitution gefunden werden. Wir bekommen
theta cot theta -ln abs sin theta +Cθcotθln|sinθ|+C

Mit cot theta = xcotθ=x und etwas Trigonometrie sind wir sin theta = 1/sqrt(x^2+1)sinθ=1x2+1

Deshalb

int arctan(1/x) dx = x arctan (1/x)-ln(1/sqrt(x^2+1))+Carctan(1x)dx=xarctan(1x)ln(1x2+1)+C

= x arctan(1/x)+1/2 ln(x^2+1) +C=xarctan(1x)+12ln(x2+1)+C