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一道积分题的个人解法

2021-11-06 13:00 作者:现代微积分  | 我要投稿

原题详见:

BV1SP4y1L7Cm

可分别求∫√cotxdx①和∫√tanxdx②再相减

对①,令x=arccotu

则①=∫√ud(arccotu)=∫-√u/(1+u²)du=

-∫√u/(1+u²)du

即需求不定积分∫√u/(1+u²)du


对②,令x=arctanu

则①=∫√ud(arctanu)=∫√u/(1+u²)du

即需求不定积分∫√u/(1+u²)du


因此,目标可转向求取不定积分∫√u/(1+u²)du


ps:由于打字设备限制,暂无法使用文档打出工整数学符号,又因积分过程较繁琐,且字符不易打出。为方便读者理解,鄙人无奈只能采用手写了。(字丑勿嫌)

再分别对两个不定积分自变量将元换回即可

最终(待化简)结果为

其中,t⁴+1裂项的过程如下:

令t⁴+1=0,运用棣莫弗公式(欧拉公式亦可)求得该方程4个复数根为:

t₁=√2/2+√2/2i,t₂=-√2/2+√2/2i

t₃=-√2/2-√2/2i,t₄=√2/2-√2/2i

其中t₁与t₄,t₂与t₃分别互为共轭复数

配成两个一元二次方程得

(t²-√2t+1)(t²+√2t+1)

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