Question Number 108723 by 150505R last updated on 18/Aug/20
Commented by bemath last updated on 19/Aug/20
$${I}=\underset{\mathrm{0}} {\overset{\pi/\mathrm{2}} {\int}}\:\mathrm{ln}\:\left(\sqrt{\mathrm{2}}\:\mathrm{cos}\:\:\left({x}−\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)\right){dx} \\ $$$$\:=\:\left[\:{x}\:\mathrm{ln}\:\left(\sqrt{\mathrm{2}}\right)\:\right]_{\mathrm{0}} ^{\pi/\mathrm{2}} +\underset{\mathrm{0}} {\overset{\pi/\mathrm{2}} {\int}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{cos}\:\:\left({x}−\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)\right){dx} \\ $$$$\:=\:\frac{\pi\:\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{2}\right)}{\mathrm{4}}\:+\:\underset{−\pi/\mathrm{4}} {\overset{\pi/\mathrm{4}} {\int}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{cos}\:{u}\right)\:{du}\: \\ $$$$\:=\:\frac{\pi\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{2}\right)}{\mathrm{4}}+\mathrm{2}\underset{\mathrm{0}} {\overset{\pi/\mathrm{4}} {\int}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{cos}\:{u}\right)\:{du}\: \\ $$
Answered by mathdave last updated on 19/Aug/20
$${solution} \\ $$$${from}\:\mathrm{sin}\left({x}+{y}\right)=\mathrm{sin}{x}\mathrm{cos}{y}+\mathrm{cos}{x}\mathrm{sin}{y} \\ $$$${let} \\ $$$$\mathrm{sin}\left({x}+\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)=\mathrm{s}{in}\left(\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)\mathrm{cos}{x}+\mathrm{cos}\left(\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)\mathrm{sin}{x}=\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}\left(\mathrm{sin}{x}+\mathrm{cos}{x}\right) \\ $$$$\mathrm{sin}{x}+\mathrm{cos}{x}=\sqrt{\mathrm{2}}\mathrm{sin}\left({x}+\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right) \\ $$$${I}=\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{2}}} \mathrm{ln}\left(\sqrt{\mathrm{2}}\mathrm{sin}\left({x}+\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)\right){dx} \\ $$$${by}\:{splitting}\:{d}\:{integral}\:{in}\:{half}\:{we}\:{have} \\ $$$${I}=\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \mathrm{ln}\left(\sqrt{\mathrm{2}}\mathrm{sin}\left({x}+\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)\right){dx}+\int_{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{2}}} \mathrm{ln}\left(\sqrt{\mathrm{2}}\mathrm{sin}\left({x}+\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)\right){dx} \\ $$$${apply}\:{integral}\:{reflection}\:{identity}\:{on}\:{integrand}\:{with}\:{limit} \\ $$$$\left(\mathrm{0},\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)\:\:{by}\:{putting}\:\:{y}\Rightarrow\left(\frac{\pi}{\mathrm{4}}−{x}\right)\:{and}\:{as}\:{well}\:{putting}\:\:{y}\Rightarrow\left({x}−\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)\:{on}\:{the}\:{integrand}\:{with}\:{limit} \\ $$$$\left(\frac{\pi}{\mathrm{4}},\frac{\pi}{\mathrm{2}}\right)\:\:{and}\:{after}\:{that}\:\:{put}\:{back}\:{x}={y}\:,{so}\:{we}\:{have} \\ $$$$\because{I}=\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \mathrm{ln}\left(\sqrt{\mathrm{2}}\mathrm{sin}\left(\frac{\pi}{\mathrm{2}}−{x}\right)\right){dx}+\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \mathrm{ln}\left(\sqrt{\mathrm{2}}\mathrm{sin}\left({x}+\frac{\pi}{\mathrm{2}}\right)\right){dx} \\ $$$${note}\:\mathrm{sin}\left(\frac{\pi}{\mathrm{2}}−{x}\right)=\mathrm{sin}\left({x}+\frac{\pi}{\mathrm{2}}\right)=\mathrm{cos}{x} \\ $$$${I}=\mathrm{2}\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \mathrm{ln}\left(\sqrt{\mathrm{2}}\mathrm{cos}{x}\right){dx}=\mathrm{2}\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{ln2}{dx}+\mathrm{2}\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{cos}{x}\right){dx} \\ $$$$=\frac{\pi\mathrm{ln2}}{\mathrm{4}}+\mathrm{2}\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{cos}{x}\right){dx}………………..\left({xx}\right) \\ $$$${now}\:{define}\:{two}\:{integral}\:\:{I}_{\mathrm{1}} =\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{cos}{x}\right){dx}\:\:{and} \\ $$$${I}_{\mathrm{2}} =\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{sin}{x}\right){dx}\:\:\:{now}\:{adding}\:\:\:{I}_{\mathrm{1}} \:{and}\:{I}_{\mathrm{2}\:} \:{then}\:{we} \\ $$$${have}\:\:{I}_{\mathrm{1}} +{I}_{\mathrm{2}} =\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{cos}{x}\mathrm{sin}{x}\right){dx}\:\:{but}\: \\ $$$$\mathrm{cos}{x}\mathrm{sin}{x}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{sin2}{x} \\ $$$$\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \mathrm{ln}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{sin2}{x}\right){dx}=\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{sin2}{x}\right){dx}−\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \mathrm{ln2}{dx} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{2}}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{sin}{x}\right){dx}−\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \mathrm{ln2}{dx}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left[−\frac{\pi}{\mathrm{2}}\mathrm{ln2}\right]−\frac{\pi\mathrm{ln2}}{\mathrm{4}} \\ $$$${I}_{\mathrm{1}} +{I}_{\mathrm{2}} =−\frac{\pi\mathrm{ln2}}{\mathrm{2}}……………..\left(\mathrm{1}\right) \\ $$$${now}\:{subtract}\:{I}_{\mathrm{2}} −{I}_{\mathrm{1}} =\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{tan}{x}\right){dx}\:\:\:{putting} \\ $$$${u}=\mathrm{tan}{x}\:\:\:{then}\:\:{dx}=\frac{{du}}{\left(\mathrm{1}+{x}^{\mathrm{2}} \right)}\:\:{then}\:{I}_{\mathrm{2}} −{I}_{\mathrm{1}} =\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{\mathrm{ln}{u}}{\mathrm{1}+{u}^{\mathrm{2}} }{du} \\ $$$${series}\:{of}\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+{u}^{\mathrm{2}} }=\underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} {u}^{\mathrm{2}{n}} \: \\ $$$${I}_{\mathrm{2}} −{I}_{\mathrm{1}} =\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} {u}^{\mathrm{2}{n}} \mathrm{ln}{udu}=\underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} \int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} {u}^{\mathrm{2}{n}} \mathrm{ln}{udu} \\ $$$${when}\:{using}\:{I}.{B}.{P} \\ $$$${I}_{\mathrm{2}} −{I}_{\mathrm{1}} =−\underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} }{\left(\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }=−{G}\left({called}\:{catalan}\right. \\ $$$$\left.{constant}\right)…………………..\left(\mathrm{2}\right) \\ $$$${solving}\:{equation}\:\left(\mathrm{1}\right)\:{and}\:\left(\mathrm{2}\right)\:{simultaneously}\:{we} \\ $$$${have}\:\:\:{I}_{\mathrm{1}} =\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{cos}{x}\right){dx}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left({G}−\frac{\pi\mathrm{ln2}}{\mathrm{2}}\right)\:\:\:{and} \\ $$$${I}_{\mathrm{2}} =\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{4}}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{sin}{x}\right){dx}=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left({G}+\frac{\pi\mathrm{ln2}}{\mathrm{2}}\right)\:\:{now}\:{putting} \\ $$$${back}\:{I}_{\mathrm{1}} \:{and}\:{I}_{\mathrm{2}} \:{into}\:\:{equation}\:\left({xx}\right)\:{so}\:{that}\:{we}\:{have} \\ $$$${I}=\frac{\pi\mathrm{ln2}}{\mathrm{4}}+\mathrm{2}{I}_{\mathrm{1}} =\frac{\pi\mathrm{ln2}}{\mathrm{4}}+\mathrm{2}\left[\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left({G}−\frac{\pi\mathrm{ln2}}{\mathrm{4}}\right)\right]={G}−\frac{\pi\mathrm{ln2}}{\mathrm{4}} \\ $$$$\because\:\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{2}}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{cos}{x}+\mathrm{sin}{x}\right){dx}={G}−\frac{\pi\mathrm{ln2}}{\mathrm{4}} \\ $$$${by}\:{mathdave}\:\left(\mathrm{18}/\mathrm{08}/\mathrm{2020}\right) \\ $$
Commented by mathmax by abdo last updated on 19/Aug/20
$$\mathrm{you}\:\mathrm{have}\:\mathrm{done}\:\mathrm{a}\:\mathrm{good}\:\mathrm{work}\:\mathrm{your}\:\mathrm{answer}\:\mathrm{is}\:\mathrm{correct}\:\mathrm{thanks} \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 19/Aug/20
$$\mathrm{let}\:\:\mathrm{I}\:=\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{2}}} \:\mathrm{ln}\left(\mathrm{sinx}\:+\mathrm{cosx}\right)\mathrm{dx}\:\Rightarrow\mathrm{I}\:=\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{2}}} \mathrm{ln}\left\{\mathrm{cosx}\left(\mathrm{1}+\mathrm{tanx}\right)\right\}\mathrm{dx} \\ $$$$=\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{2}}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{cosx}\right)\mathrm{dx}\:+\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{2}}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{1}+\mathrm{tanx}\right)\mathrm{dx}\:=−\frac{\pi}{\mathrm{2}}\mathrm{ln}\left(\mathrm{2}\right)+\mathrm{J} \\ $$$$\mathrm{J}\:=\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{2}}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{1}+\mathrm{tanx}\right)\mathrm{dx}\:=_{\mathrm{tanx}=\mathrm{t}} \:\:\:\:\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \frac{\mathrm{ln}\left(\mathrm{1}+\mathrm{t}\right)}{\mathrm{1}+\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }\mathrm{dt}\:\mathrm{let} \\ $$$$\mathrm{f}\left(\mathrm{a}\right)\:=\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{ln}\left(\mathrm{a}+\mathrm{t}\right)}{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}}\mathrm{dt}\:\:\left(\mathrm{a}>\mathrm{0}\right)\:\Rightarrow\mathrm{f}^{'} \left(\mathrm{a}\right)\:=\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{dt}}{\left(\mathrm{t}+\mathrm{a}\right)\left(\mathrm{t}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}\right)} \\ $$$$\mathrm{let}\:\mathrm{decompose}\:\mathrm{F}\left(\mathrm{t}\right)\:=\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{t}+\mathrm{a}\right)\left(\mathrm{t}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}\right)}\:\Rightarrow\mathrm{F}\left(\mathrm{t}\right)\:=\frac{\alpha}{\mathrm{t}+\mathrm{a}}\:+\frac{\mathrm{et}\:+\mathrm{f}}{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}} \\ $$$$\alpha\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}}\:\:,\mathrm{lim}_{\mathrm{t}\rightarrow+\infty} \mathrm{tF}\left(\mathrm{t}\right)\:=\mathrm{0}\:=\alpha+\mathrm{e}\:\Rightarrow\mathrm{e}=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}} \\ $$$$\mathrm{F}\left(\mathrm{o}\right)\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{a}}\:=\frac{\alpha}{\mathrm{a}}\:+\mathrm{f}\:\Rightarrow\mathrm{f}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{a}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{a}\left(\mathrm{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{a}}\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}}\right) \\ $$$$=\frac{\mathrm{a}}{\left(\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}\right)}\:\Rightarrow\mathrm{F}\left(\mathrm{t}\right)=\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{t}+\mathrm{a}\right)}+\frac{−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\mathrm{t}+\frac{\mathrm{a}}{\left(\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}\right)}}{\mathrm{t}^{\mathrm{2}\:} +\mathrm{1}}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{f}^{'} \left(\mathrm{a}\right)\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}}\left\{\:\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\:\frac{\mathrm{dt}}{\mathrm{t}+\mathrm{a}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{2t}}{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}}\mathrm{dt}+\mathrm{a}\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\:\frac{\mathrm{dt}}{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}}\right\} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}}\left\{\left[\mathrm{ln}\mid\frac{\mathrm{t}+\mathrm{a}}{\:\sqrt{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}}\mid\right]_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:+\frac{\pi\mathrm{a}}{\mathrm{2}}\right\}\:=−\frac{\mathrm{lna}}{\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}}\:+\frac{\pi\mathrm{a}}{\mathrm{2}\left(\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}\right)}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{f}\left(\mathrm{a}\right)\:=−\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{a}} \frac{\mathrm{lnx}}{\mathrm{1}+\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }\mathrm{dx}\:+\frac{\pi}{\mathrm{2}}\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{a}\:} \:\frac{\mathrm{xdx}}{\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}\right)}\:+\mathrm{c} \\ $$$$=−\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{a}} \:\frac{\mathrm{lnx}}{\mathrm{1}+\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }\mathrm{dx}\:+\frac{\pi}{\mathrm{4}}\mathrm{ln}\left(\mathrm{1}+\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \right)\:+\mathrm{c}\:\:\mathrm{we}\:\mathrm{have}\:\mathrm{c}=\mathrm{f}\left(\mathrm{o}\right)=\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \frac{\mathrm{lnt}}{\mathrm{1}+\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }\mathrm{dt}=\mathrm{0}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{f}\left(\mathrm{a}\right)\:=\frac{\pi}{\mathrm{4}}\mathrm{ln}\left(\mathrm{1}+\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \right)−\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{a}} \:\frac{\mathrm{lnx}}{\mathrm{1}+\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }\mathrm{dx}\:\mathrm{and}\: \\ $$$$\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{ln}\left(\mathrm{1}+\mathrm{t}\right)}{\mathrm{1}+\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }\mathrm{dt}\:=\mathrm{f}\left(\mathrm{1}\right)\:=\frac{\pi}{\mathrm{4}}\mathrm{ln}\left(\mathrm{2}\right)−\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \:\frac{\mathrm{lnx}}{\mathrm{1}+\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }\mathrm{dx}\:\mathrm{but} \\ $$$$\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \:\frac{\mathrm{lnx}}{\mathrm{1}+\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }\mathrm{dx}\:=\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{x}\right)\left(\sum_{\mathrm{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}} \:\mathrm{x}^{\mathrm{2n}} \right)\mathrm{dx} \\ $$$$=\sum_{\mathrm{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}} \:\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \:\mathrm{x}^{\mathrm{2n}} \:\mathrm{ln}\left(\mathrm{x}\right)\mathrm{dx} \\ $$$$=\sum_{\mathrm{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}} \left\{\left[\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{2n}+\mathrm{1}} }{\mathrm{2n}+\mathrm{1}}\:\mathrm{lnx}\right]_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} −\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \:\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{2n}} }{\mathrm{2n}+\mathrm{1}}\mathrm{dx}\right\} \\ $$$$=−\sum_{\mathrm{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}} }{\mathrm{2n}+\mathrm{1}}\:\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \:\mathrm{x}^{\mathrm{2n}\:} \mathrm{dx}=−\sum_{\mathrm{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}} }{\left(\mathrm{2n}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }\:=−\mathrm{k}\left(\:\mathrm{catalan}\:\mathrm{constant}\right) \\ $$$$\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{ln}\left(\mathrm{1}+\mathrm{t}\right)}{\mathrm{1}+\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }\mathrm{dt}\:=\frac{\pi}{\mathrm{4}}\mathrm{ln}\left(\mathrm{2}\right)\:+\mathrm{k}\:\Rightarrow \\ $$$$\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{2}}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{cosx}\:+\mathrm{sinx}\right)\mathrm{dx}\:=−\frac{\pi}{\mathrm{2}}\mathrm{ln2}\:+\frac{\pi}{\mathrm{4}}\mathrm{ln}\left(\mathrm{2}\right)+\mathrm{k} \\ $$$$=\mathrm{k}−\frac{\pi}{\mathrm{4}}\mathrm{ln}\left(\mathrm{2}\right) \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$