Question Number 178550 by cortano1 last updated on 18/Oct/22
Answered by Ar Brandon last updated on 18/Oct/22
$${I}=\int_{\frac{\pi}{\mathrm{12}}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{8}}} \frac{\left(\mathrm{7}+\mathrm{cos4}\vartheta\right)\mathrm{cos2}\vartheta}{\mathrm{1}−\mathrm{cos4}\vartheta}\left(\frac{\mathrm{9}−\mathrm{cos4}\vartheta}{\mathrm{sin2}\vartheta}\right)^{\mathrm{2021}} {d}\vartheta \\ $$$$\:\:=\int_{\frac{\pi}{\mathrm{12}}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{8}}} \frac{\left(\mathrm{6}+\mathrm{2cos}^{\mathrm{2}} \mathrm{2}\vartheta\right)\mathrm{cos2}\vartheta}{\mathrm{2sin}^{\mathrm{2}} \mathrm{2}\vartheta}\left(\frac{\mathrm{8}+\mathrm{2sin}^{\mathrm{2}} \mathrm{2}\vartheta}{\mathrm{sin2}\vartheta}\right)^{\mathrm{2021}} {d}\vartheta \\ $$$$\:\:=\int_{\frac{\pi}{\mathrm{12}}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{8}}} \frac{\left(\mathrm{8}−\mathrm{2sin}^{\mathrm{2}} \mathrm{2}\vartheta\right)\mathrm{cos2}\vartheta}{\mathrm{2sin}^{\mathrm{2}} \mathrm{2}\vartheta}\left(\mathrm{8cosec2}\vartheta+\mathrm{2sin2}\vartheta\right)^{\mathrm{2021}} {d}\vartheta \\ $$$$\:\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int_{\frac{\pi}{\mathrm{12}}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{8}}} \left(\mathrm{8cosec2}\vartheta\mathrm{cot2}\vartheta−\mathrm{2cos2}\vartheta\right)\left(\mathrm{8cosec2}\vartheta+\mathrm{2sin2}\vartheta\right)^{\mathrm{2021}} {d}\vartheta \\ $$$$\:\:=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\int_{\frac{\pi}{\mathrm{12}}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{8}}} \left(\mathrm{8cosec2}\vartheta+\mathrm{2sin2}\vartheta\right)^{\mathrm{2021}} {d}\left(\mathrm{8cosec2}\vartheta+\mathrm{2sin2}\vartheta\right) \\ $$$$\:\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}×\mathrm{2022}}\left[\left(\mathrm{8cosec2}\vartheta+\mathrm{2sin2}\vartheta\right)^{\mathrm{2022}} \right]_{\frac{\pi}{\mathrm{8}}} ^{\frac{\pi}{\mathrm{12}}} \\ $$$$\:\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{8088}}\left[\mathrm{16}+\mathrm{1}−\left(\mathrm{8}\sqrt{\mathrm{2}}+\sqrt{\mathrm{2}}\right)\right]=\frac{\mathrm{17}−\mathrm{9}\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{8088}} \\ $$
Commented by cortano1 last updated on 18/Oct/22
$$\mathrm{nice} \\ $$