AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1621

Условие

Найти интеграл \(\displaystyle{\int\frac{dx}{a^2\sin^2{x}+b^2\cos^2{x}}}\).

Решение

Если \(\displaystyle{a=b=0}\), то выражение \(\displaystyle{\frac{1}{a^2\sin^2{x}+b^2\cos^2{x}}}\) не имеет смысла.Если какой-то из параметров равен нулю, а второй отличен от нуля, то получим табличный интеграл. Рассмотрим случай \(\displaystyle{a\neq{0}}\), \(\displaystyle{b\neq{0}}\).

\[ \int\frac{dx}{a^2\sin^2{x}+b^2\cos^2{x}} =\int\frac{\frac{dx}{\cos^2{x}}}{a^2\cdot\left(\frac{\sin{x}}{\cos{x}}\right)^2+b^2}=\\ =\frac{1}{a^2}\cdot\int\frac{d(\tg{x})}{\tg^2{x}+\left(\frac{b}{a}\right)^2} =\frac{1}{ab}\arctg\frac{a\tg{x}}{b}+C. \]

Ответ:

\(\displaystyle{\frac{1}{ab}\arctg\frac{a\tg{x}}{b}+C}\)

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №6Неопределённый интеграл. Интегральное исчисление
Параграф №3Основные классы интегрируемых функций
Задача №2120