AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №2365

Условие

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

Решение

Рассмотрим вспомогательный интеграл, в котором используем универсальную тригонометрическую подстановку:

\[ \int\frac{dx}{2+\cos{x}} =\left[ t=\tg\frac{x}{2} \right] =\int\frac{\frac{2dt}{1+t^2}}{2+\frac{1-t^2}{1+t^2}} =2\int\frac{dt}{t^2+3} =\frac{2}{\sqrt{3}}\arctg\frac{t}{\sqrt{3}}+C =\frac{2}{\sqrt{3}}\arctg\frac{\tg\frac{x}{2}}{\sqrt{3}}+C \]

Обратимся к исходному интегралу:

\[ \int\frac{2-\sin{x}}{2+\cos{x}}dx =\int\frac{-\sin{x}}{2+\cos{x}}dx + \int\frac{2}{2+\cos{x}}dx=\\ =\int\frac{d(2+\cos{x})}{2+\cos{x}} + 2\int\frac{dx}{2+\sin{x}} =\ln\left(2+\cos{x}\right) + \frac{4}{\sqrt{3}}\arctg\frac{\tg\frac{x}{2}}{\sqrt{3}}+C \]

Ответ:

\(\displaystyle{\ln\left(2+\cos{x}\right) + \frac{4}{\sqrt{3}}\arctg\frac{\tg\frac{x}{2}}{\sqrt{3}}+C}\)

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №6Неопределённый интеграл. Интегральное исчисление
Параграф №3Основные классы интегрируемых функций
Задача №2112