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) dx∫arctan(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 theta∫θ(−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 thetauv−∫vdu=θcotθ−∫cotθdθ
Das Integral kann durch Substitution gefunden werden. Wir bekommen
theta cot theta -ln abs sin theta +Cθcotθ−ln|sinθ|+C
Mit cot theta = xcotθ=x und etwas Trigonometrie sind wir sin theta = 1/sqrt(x^2+1)sinθ=1√x2+1
Deshalb
int arctan(1/x) dx = x arctan (1/x)-ln(1/sqrt(x^2+1))+C∫arctan(1x)dx=xarctan(1x)−ln(1√x2+1)+C
= x arctan(1/x)+1/2 ln(x^2+1) +C=xarctan(1x)+12ln(x2+1)+C