解
∫cot10(x)csc4(x)dx
解
81921(cot13(2x)sec6(2x)(−tan2(2x)+1)10−2(136tan13(2x)−1135tan11(2x)+8tan9(2x)−6tan7(2x)−10tan5(2x)+21tan3(2x)−36cot(2x)+42cot3(2x)−15cot5(2x)−8cot7(2x)+10cot9(2x)−1142cot11(2x)+137cot13(2x)))+C
解答ステップ
∫cot10(x)csc4(x)dx
三角関数の公式を使用して書き換える
=∫sin14(x)cos10(x)dx
u置換積分法を適用する
=∫8192u14(−u2+1)10(u2+1)3du
定数を除く: ∫a⋅f(x)dx=a⋅∫f(x)dx=81921⋅∫u14(−u2+1)10(u2+1)3du
部分積分を適用する
=81921(u13(−u2+1)10(u2+1)3−∫u142(−u2+1)9(u2+1)2(−6u4−7u2−7)du)
∫u142(−u2+1)9(u2+1)2(−6u4−7u2−7)du=2(136u13−1135u11+8u9−6u7−10u5+21u3−u36+u342−u515−u78+u910−11u1142+13u137)
=81921(u13(−u2+1)10(u2+1)3−2(136u13−1135u11+8u9−6u7−10u5+21u3−u36+u342−u515−u78+u910−11u1142+13u137))
代用を戻す u=tan(2x)=81921(tan13(2x)(−tan2(2x)+1)10(tan2(2x)+1)3−2(136tan13(2x)−1135tan11(2x)+8tan9(2x)−6tan7(2x)−10tan5(2x)+21tan3(2x)−tan(2x)36+tan3(2x)42−tan5(2x)15−tan7(2x)8+tan9(2x)10−11tan11(2x)42+13tan13(2x)7))
簡素化 81921(tan13(2x)(−tan2(2x)+1)10(tan2(2x)+1)3−2(136tan13(2x)−1135tan11(2x)+8tan9(2x)−6tan7(2x)−10tan5(2x)+21tan3(2x)−tan(2x)36+tan3(2x)42−tan5(2x)15−tan7(2x)8+tan9(2x)10−11tan11(2x)42+13tan13(2x)7)):81921(cot13(2x)sec6(2x)(−tan2(2x)+1)10−2(136tan13(2x)−1135tan11(2x)+8tan9(2x)−6tan7(2x)−10tan5(2x)+21tan3(2x)−36cot(2x)+42cot3(2x)−15cot5(2x)−8cot7(2x)+10cot9(2x)−1142cot11(2x)+137cot13(2x)))
=81921(cot13(2x)sec6(2x)(−tan2(2x)+1)10−2(136tan13(2x)−1135tan11(2x)+8tan9(2x)−6tan7(2x)−10tan5(2x)+21tan3(2x)−36cot(2x)+42cot3(2x)−15cot5(2x)−8cot7(2x)+10cot9(2x)−1142cot11(2x)+137cot13(2x)))
定数を解答に追加する=81921(cot13(2x)sec6(2x)(−tan2(2x)+1)10−2(136tan13(2x)−1135tan11(2x)+8tan9(2x)−6tan7(2x)−10tan5(2x)+21tan3(2x)−36cot(2x)+42cot3(2x)−15cot5(2x)−8cot7(2x)+10cot9(2x)−1142cot11(2x)+137cot13(2x)))+C