Analysis Beispiele

$\int \sec (2 x) + \tan (2 x) d x$

Schritt 1

Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.

$\int \sec (2 x) d x + \int \tan (2 x) d x$

Schritt 2

Sei $u_{1} = 2 x$ . Dann ist $d u_{1} = 2 d x$ , folglich $\frac{1}{2} d u_{1} = d x$ . Forme um unter Verwendung von $u_{1}$ und $d$ $u_{1}$ .

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Schritt 2.1

Es sei $u_{1} = 2 x$ . Ermittle $\frac{d u_{1}}{d x}$ .

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Schritt 2.1.1

Differenziere $2 x$ .

$\frac{d}{d x} [2 x]$

Schritt 2.1.2

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 x$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$2 \frac{d}{d x} [x]$

Schritt 2.1.3

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ gleich $n x^{n - 1}$ ist mit $n = 1$ .

$2 \cdot 1$

Schritt 2.1.4

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$2$

Schritt 2.2

Schreibe die Aufgabe mithlfe von $u_{1}$ und $d u_{1}$ neu.

$\int \sec (u_{1}) \frac{1}{2} d u_{1} + \int \tan (2 x) d x$

Schritt 3

Kombiniere $\sec (u_{1})$ und $\frac{1}{2}$ .

$\int \frac{\sec (u_{1})}{2} d u_{1} + \int \tan (2 x) d x$

Schritt 4

Da $\frac{1}{2}$ konstant bezüglich $u_{1}$ ist, ziehe $\frac{1}{2}$ aus dem Integral.

$\frac{1}{2} \int \sec (u_{1}) d u_{1} + \int \tan (2 x) d x$

Schritt 5

Das Integral von $\sec (u_{1})$ nach $u_{1}$ ist $\ln (| \sec (u_{1}) + \tan (u_{1}) |)$ .

$\frac{1}{2} (\ln (| \sec (u_{1}) + \tan (u_{1}) |) + C) + \int \tan (2 x) d x$

Schritt 6

Sei $u_{2} = 2 x$ . Dann ist $d u_{2} = 2 d x$ , folglich $\frac{1}{2} d u_{2} = d x$ . Forme um unter Verwendung von $u_{2}$ und $d$ $u_{2}$ .

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Schritt 6.1

Es sei $u_{2} = 2 x$ . Ermittle $\frac{d u_{2}}{d x}$ .

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Schritt 6.1.1

Differenziere $2 x$ .

$\frac{d}{d x} [2 x]$

Schritt 6.1.2

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 x$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$2 \frac{d}{d x} [x]$

Schritt 6.1.3

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ gleich $n x^{n - 1}$ ist mit $n = 1$ .

$2 \cdot 1$

Schritt 6.1.4

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$2$

Schritt 6.2

Schreibe die Aufgabe mithlfe von $u_{2}$ und $d u_{2}$ neu.

$\frac{1}{2} (\ln (| \sec (u_{1}) + \tan (u_{1}) |) + C) + \int \tan (u_{2}) \frac{1}{2} d u_{2}$

Schritt 7

Kombiniere $\tan (u_{2})$ und $\frac{1}{2}$ .

$\frac{1}{2} (\ln (| \sec (u_{1}) + \tan (u_{1}) |) + C) + \int \frac{\tan (u_{2})}{2} d u_{2}$

Schritt 8

Da $\frac{1}{2}$ konstant bezüglich $u_{2}$ ist, ziehe $\frac{1}{2}$ aus dem Integral.

$\frac{1}{2} (\ln (| \sec (u_{1}) + \tan (u_{1}) |) + C) + \frac{1}{2} \int \tan (u_{2}) d u_{2}$

Schritt 9

Das Integral von $\tan (u_{2})$ nach $u_{2}$ ist $\ln (| \sec (u_{2}) |)$ .

$\frac{1}{2} (\ln (| \sec (u_{1}) + \tan (u_{1}) |) + C) + \frac{1}{2} (\ln (| \sec (u_{2}) |) + C)$

Schritt 10

Vereinfache.

$\frac{1}{2} \ln (| \sec (u_{1}) + \tan (u_{1}) |) + \frac{1}{2} \ln (| \sec (u_{2}) |) + C$

Schritt 11

Setze für jede eingesetzte Integrationsvariable neu ein.

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Schritt 11.1

Ersetze alle $u_{1}$ durch $2 x$ .

$\frac{1}{2} \ln (| \sec (2 x) + \tan (2 x) |) + \frac{1}{2} \ln (| \sec (u_{2}) |) + C$

Schritt 11.2

Ersetze alle $u_{2}$ durch $2 x$ .

$\frac{1}{2} \ln (| \sec (2 x) + \tan (2 x) |) + \frac{1}{2} \ln (| \sec (2 x) |) + C$