Onbepaalde integraal berekenen

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 197

Onbepaalde integraal berekenen

Hallo forumbezoekers,

Ik ben al een tijdje op zoek naar de nodige substitutie en goniometrische formules voor het oplossen van deze integraal
\( \int \frac{1}{cos(x)} dx \)


Wie kan mij op weg helpen?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Onbepaalde integraal berekenen

Als je er onmiddellijk een substitutie op wil loslaten, zijn de t-formules een goed idee; stel t = tan(x/2), dan is...
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 197

Re: Onbepaalde integraal berekenen

dt=
\( \frac{1}{cos²(x/2)} * (1/2) dx \)
Voor
\( \int \frac{1}{sin(x)} dx \)
kom ik dan inderdaad op
\( \int \frac{1}{t} dt \)
maar hier lukt het me niet om de substitutie volledig door te voeren. Als dat gemakkelijker kan zijn hoeft de substitutie niet onmddellijk te gebeuren.

Bedankt voor de reactie!

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Onbepaalde integraal berekenen

Met "niet onmiddellijk" bedoel ik: deze substitutie komt een beetje "uit de lucht gevallen", maar werkt wel bij rationale functies van sin(x) en cos(x). Met t = tan(x/2) geldt cos(x) = (1-t²)/(1+t²) en dx = 2.dt/(1+t²) zodat:
\(\int {\frac{1}{{\cos x}} \,\mbox{d}x} \to \int {\frac{{1 + {t^2}}}{{1 - {t^2}}}\frac{2}{{1 + {t^2}}}} \,\mbox{d}t = \cdots \)
En dan valt er wel wat weg. Je bekomt dezelfde integraal door zelf wat te "knutselen", zonder deze substitutie.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 197

Re: Onbepaalde integraal berekenen

Bedankt voor de toelichting. Die formule staat inderdaad in mijn cursus. Vreemd dat ik dat niet gezien had. ;)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Onbepaalde integraal berekenen

Op een meer 'creatieve' manier geraak je er ook:
\(\frac{1}{{\cos x}} = \frac{{\cos x}}{{{{\cos }^2}x}} = \frac{{\cos x}}{{1 - {{\sin }^2}x}}\)
De substitutie y = sin(x) ligt nu voor de hand.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 197

Re: Onbepaalde integraal berekenen

Die is inderdaad goed 'gezien'. U heeft zelfs enkel de hoofdformule zelf nodig!

Gebruikersavatar
Berichten: 2.097

Re: Onbepaalde integraal berekenen

Nog een leuke, minder voor de hand liggende, variant:
\(\int {\frac{1}{{\cos x}dx} =\int{secx dx}=\int{sec x \frac{sec x + tan x}{sec x + tan x}dx}\)
Met de substitutie
\(u=sec x + tan x\)
"Why must you speak when you have nothing to say?" -Hornblower

Conserve energy: Commute with a Hamiltonian

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Onbepaalde integraal berekenen

Ja, maar de kans dat je daarop komt als je nog niet weet wat het antwoord wordt...?

Met 'voorbedachte rade', kan je natuurlijk ook gewoon de primitieve opschrijven ;) .
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer