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tant平方的定積分計算定積分需要先對被積函數(shù)進(jìn)行積分求解,然后再用定積分的定義將被積函數(shù)的原函數(shù)的值在積分區(qū)間上的差值計算出來。在計算tant的平方函數(shù)的定積分時,可以采用以下方法:
首先,tant的平方函數(shù)可以表示為:tan^2(x)=(sin(x)/cos(x))^2=sin^2(x)/cos^2(x)。
然后,將sin^2(x)/cos^2(x)展開,并利用三角恒等式sin^2(x)=(1-cos(2x))/2和cos^2(x)=(1+cos(2x))/2,可以將tan^2(x)的定積分表達(dá)式轉(zhuǎn)化為:
∫(sin^2(x)/cos^2(x))dx=∫((1-cos(2x))/2)/((1+cos(2x))/2)dx
=∫(1-cos(2x))/(1+cos(2x))dx
接下來,作變量代換,令u=cos(2x),則du=-2sin(2x)dx,可得:
∫(1-cos(2x))/(1+cos(2x))dx=-∫(1-u)/(1+u)*1/(2sin(2x))du
=-1/2*∫(1-u)/(1+u)*1/sin(2x)du
=-1/2*∫(1-u)/sin(2x)(1+u)du
繼續(xù)對被積函數(shù)進(jìn)行分解,得到:
-1/2*[∫(1/(sin(2x))-u/(sin(2x))(1+u)du]
然后,對每一項進(jìn)行積分求解,得到:
-1/2*[∫(1/(sin(2x)))du-∫(u/(sin(2x))(1+u))du]
對于第一項∫(1/(sin(2x)))du,可以通過反正切函數(shù)的性質(zhì)來計算:
∫(1/(sin(2x)))du=1/2*tan(x)+C1
其中,C1為常數(shù)。
對于第二項∫(u/(sin(2x))(1+u))du,可以通過配方法進(jìn)行求解。首先令v=1+u,dv=du,則有:
∫(u/(sin(2x))(1+u))du=∫((v-1)/(sin(2x)))(dv)
再將(u/(sin(2x))替換為(v-1)/(sin(2x)),有:
∫((v-1)/(sin(2x)))(dv)=∫(v/(sin(2x)))dv-∫(1/(sin(2x)))dv
對第一項∫(v/(sin(2x)))dv進(jìn)行積分,可以得到:
∫(v/(sin(2x)))dv=(1/2)*ln|v-tan(x)|+C2
其中,C2為常數(shù)。
對第二項∫(1/(sin(2x)))dv進(jìn)行積分,將其化簡為∫csc(2x)dv,使用三角恒等式csc(x)=1/sin(x)進(jìn)行求解:
∫csc(2x)dv=(1/2)*ln|csc(2x)-cot(2x)|+C3
其中,C3為常數(shù)。
將上述積分結(jié)果代回原始表達(dá)式,并展開v為1+u,有:
∫(u/(sin(2x))(1+u))du=(1/2)*ln|1+u-tan(x)|-(1/2)*ln|1+u+tan(x)|+C4
其中,C4為常數(shù)。
最終,將所有結(jié)果結(jié)合起來,得到tant的平方函數(shù)的定積分:
∫(sin^2(x)/cos^2(x))dx=-1/2*[(1/2)*tan(x)+C1-(1/2)*ln|1+u-tan(x)|+(1/2)*ln|1+u+tan(x)|+C4]
可以進(jìn)一步化簡合并為:
∫(sin^2(x)/cos^2(x))dx=
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