Question Number 148798 by abdurehime last updated on 31/Jul/21
Answered by puissant last updated on 31/Jul/21
$$=\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}\left(\int\frac{\mathrm{sin}\left(\mathrm{x}\right)}{\:\sqrt{\mathrm{sin}\left(\mathrm{x}\right)\mathrm{cos}\left(\mathrm{x}\right)}}\mathrm{dx}+\int\frac{\mathrm{cos}\left(\mathrm{x}\right)}{\:\sqrt{\mathrm{sin}\left(\mathrm{x}\right)\mathrm{cos}\left(\mathrm{x}\right)}}\mathrm{dx}\right) \\ $$$$=\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}\int\sqrt{\frac{\mathrm{sin}\left(\mathrm{x}\right)}{\mathrm{cos}\left(\mathrm{x}\right)}}\mathrm{dx}+\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}\int\sqrt{\frac{\mathrm{cos}\left(\mathrm{x}\right)}{\mathrm{sin}\left(\mathrm{x}\right)}}\mathrm{dx} \\ $$$$=\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}\int\left(\sqrt{\mathrm{tan}\left(\mathrm{x}\right)}+\sqrt{\mathrm{cotan}\left(\mathrm{x}\right)}\right)\mathrm{dx} \\ $$$$=\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}\int\left(\sqrt{\mathrm{tan}\left(\mathrm{x}\right)}+\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{tan}\left(\mathrm{x}\right)}}\right)\mathrm{dx} \\ $$$$=\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}\int\frac{\mathrm{1}+\mathrm{tan}\left(\mathrm{x}\right)}{\:\sqrt{\mathrm{tan}\left(\mathrm{x}\right)}}\mathrm{dx} \\ $$$$\mathrm{posons}\:\mathrm{t}=\sqrt{\mathrm{tan}\left(\mathrm{x}\right)}\:\Rightarrow\:\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{1}+\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{x}\right)}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{tan}\left(\mathrm{x}\right)}}\mathrm{dx} \\ $$$$\Rightarrow\:\mathrm{dx}=\frac{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{tan}\left(\mathrm{x}\right)}}{\mathrm{1}+\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{x}\right)}\mathrm{dt} \\ $$$$\Rightarrow\:\mathrm{dx}=\frac{\mathrm{2t}}{\mathrm{1}+\mathrm{t}^{\mathrm{4}} }\mathrm{dt} \\ $$$$\mathrm{I}=\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}\int\frac{\mathrm{1}+\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{t}}×\frac{\mathrm{2t}}{\mathrm{1}+\mathrm{t}^{\mathrm{4}} }\mathrm{dt} \\ $$$$=\sqrt{\mathrm{2}}\int\frac{\mathrm{1}+\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{1}+\mathrm{t}^{\mathrm{4}} }\mathrm{dt}\:=\:\sqrt{\mathrm{2}}\int\frac{\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }}{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }}\mathrm{dt} \\ $$$$=\sqrt{\mathrm{2}}\int\frac{\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }}{\left(\mathrm{t}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{t}}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}}\mathrm{dt} \\ $$$$\mathrm{posons}\:\:\mathrm{u}=\left(\mathrm{t}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{t}}\right)\:\Rightarrow\:\mathrm{du}=\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }\right)\mathrm{dt} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{I}=\sqrt{\mathrm{2}}\int\frac{\mathrm{du}}{\mathrm{u}^{\mathrm{2}} +\left(\sqrt{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$$=\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\mathrm{arctan}\frac{\mathrm{u}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\:+\mathrm{C} \\ $$$$=\mathrm{arctan}\left(\frac{\mathrm{t}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{t}}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\right)+\mathrm{C} \\ $$$$=\mathrm{arctan}\left(\frac{\sqrt{\mathrm{tan}\left(\mathrm{x}\right)}−\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{tan}\left(\mathrm{x}\right)}}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\right)+\mathrm{C} \\ $$$$\mathrm{soit}\:\mathrm{I}=\:\mathrm{arctan}\left(\frac{\mathrm{tan}\left(\mathrm{x}\right)−\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2tan}\left(\mathrm{x}\right)}}\right)+\mathrm{C}.. \\ $$$$\mathrm{d}'\mathrm{ou}\:\mathrm{I}=\mathrm{arctan}\left(\frac{\mathrm{sin}\left(\mathrm{x}\right)−\mathrm{cos}\left(\mathrm{x}\right)}{\:\sqrt{\mathrm{sin}\left(\mathrm{2x}\right)}}\right)+\mathrm{C} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:……\mathrm{Le}\:\mathrm{puissant}…. \\ $$
Commented by abdurehime last updated on 31/Jul/21
$$\mathrm{show}\:\mathrm{me}\:\mathrm{the}\:\mathrm{final}\:\mathrm{answer}\:\mathrm{step}\:\mathrm{by}\:\mathrm{step} \\ $$
Answered by Kamel last updated on 31/Jul/21
$${I}=\int\frac{{sin}\left({x}\right)+{cos}\left({x}\right)}{\:\sqrt{{sin}\left(\mathrm{2}{x}\right)}}{dx}\overset{{t}=\sqrt{{tg}\left({x}\right)}} {=}\sqrt{\mathrm{2}}\int\frac{\mathrm{1}+{t}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{1}+{t}^{\mathrm{4}} }{dt} \\ $$$$\:\:=\sqrt{\mathrm{2}}\int\frac{\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{t}^{\mathrm{2}} }}{\left({t}−\frac{\mathrm{1}}{{t}}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}}{dt}\overset{{t}−\frac{\mathrm{1}}{{t}}={u}} {=}\sqrt{\mathrm{2}}\int\frac{{du}}{\mathrm{2}+{u}^{\mathrm{2}} }={Arctg}\left(\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\left(\sqrt{{tg}\left({x}\right)}−\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{{tg}\left({x}\right)}}\right)\right)+{c}/{c}\in\mathbb{R} \\ $$$$\:\therefore\int\frac{{sin}\left({x}\right)+{cos}\left({x}\right)}{\:\sqrt{{sin}\left(\mathrm{2}{x}\right)}}{dx}={Arctg}\left(\frac{{sin}\left({x}\right)−{cos}\left({x}\right)}{\:\sqrt{{sin}\left(\mathrm{2}{x}\right)}}\right)+{c}/{c}\in\mathbb{R}. \\ $$