梗图上这个积分怎么算?
前几天一个群里聊到这张梗图

这个积分还真是挺不容易的。
首先,我们可以尝试将分母因式分解。首先显然
所幸36°和72°的三角函数都不是超越数,所以
由于我们原则上利用换元积分已经解决了以下两个积分:
所以我们尝试将被积函数按下式分解:
其中 ABCDE 都是待定系数。
由此,
两边都是多项式,比较各项系数,可以得到关于ABCDE的线性方程组(懒得打TeX格式了):

再把ABCDE代回去,然后就能用常见的换元积分公式了。最后得到

所以到这里终于积完了。

原则上,只要被积函数的分子分母都是多项式,总是可以用这种方法拆开来积,这是因为任何多项式总可以拆成多项形如 之积的形式。即使有复根,因为复根总是两两共轭,仍然不影响它们构成
形式的一项。
但是,如果分母是超过5次的多项式,这么拆很可能就遇到超越数了。
所以这种积分拿来练练手得了,真遇上了还是直接上mathematica吧...

放一个 Wolfram Alpha 给出的 step-by-step solution,只能说极具视觉冲击力...




到这儿还只是前半段...当然有两个积分是结构很接近只差几个正负号的,它也从头推了一遍,就显得特别长。