Analysis Beispiele

$\int \frac{4 \sin (x)}{3 + \cos (x)} d x$

Schritt 1

Sei $u = 3 + \cos (x)$ . Dann ist $d u = - \sin (x) d x$ , folglich $- \frac{1}{\sin (x)} d u = d x$ . Forme um unter Verwendung von $u$ und $d$ $u$ .

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Schritt 1.1

Es sei $u = 3 + \cos (x)$ . Ermittle $\frac{d u}{d x}$ .

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Schritt 1.1.1

Differenziere $3 + \cos (x)$ .

$\frac{d}{d x} [3 + \cos (x)]$

Schritt 1.1.2

Differenziere.

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Schritt 1.1.2.1

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $3 + \cos (x)$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [3] + \frac{d}{d x} [\cos (x)]$ .

$\frac{d}{d x} [3] + \frac{d}{d x} [\cos (x)]$

Schritt 1.1.2.2

Da $3$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $3$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$0 + \frac{d}{d x} [\cos (x)]$

Schritt 1.1.3

Die Ableitung von $\cos (x)$ nach $x$ ist $- \sin (x)$ .

$0 - \sin (x)$

Schritt 1.1.4

Subtrahiere $\sin (x)$ von $0$ .

$- \sin (x)$

Schritt 1.2

Schreibe die Aufgabe mithlfe von $u$ und $d u$ neu.

$\int \frac{- 4}{u} d u$

Schritt 2

Zerlege den Bruch in mehrere Brüche.

$\int - \frac{4}{u} d u$

Schritt 3

Da $- 1$ konstant bezüglich $u$ ist, ziehe $- 1$ aus dem Integral.

$- \int \frac{4}{u} d u$

Schritt 4

Da $4$ konstant bezüglich $u$ ist, ziehe $4$ aus dem Integral.

$- (4 \int \frac{1}{u} d u)$

Schritt 5

Mutltipliziere $4$ mit $- 1$ .

$- 4 \int \frac{1}{u} d u$

Schritt 6

Das Integral von $\frac{1}{u}$ nach $u$ ist $\ln (| u |)$ .

$- 4 (\ln (| u |) + C)$

Schritt 7

Vereinfache.

$- 4 \ln (| u |) + C$

Schritt 8

Ersetze alle $u$ durch $3 + \cos (x)$ .

$- 4 \ln (| 3 + \cos (x) |) + C$