Question Number 85776 by M±th+et£s last updated on 24/Mar/20
Answered by MJS last updated on 24/Mar/20
$$\int\frac{{a}\:\mathrm{sin}^{\mathrm{2}} \:{x}\:+\mathrm{2}{b}\:\mathrm{sin}\:{x}\:\mathrm{cos}\:{x}\:+{c}\:\mathrm{cos}^{\mathrm{2}} \:{x}}{\mathrm{sin}\:{x}\:+\mathrm{cos}\:{x}}{dx}= \\ $$$$\:\:\:\:\:\left[{t}=\mathrm{tan}\:\frac{{x}}{\mathrm{2}}\:\rightarrow\:{dx}=\frac{\mathrm{2}}{{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{dt}\right] \\ $$$$=−\mathrm{2}\int\frac{{ct}^{\mathrm{4}} −\mathrm{4}{bt}^{\mathrm{3}} +\mathrm{2}\left(\mathrm{2}{a}−{c}\right){t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}{bt}+{c}}{\left({t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \left({t}−\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{2}}\right)\left({t}−\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{2}}\right)}{dt}= \\ $$$$=\mathrm{2}\left({a}+\mathrm{2}{b}−{c}\right)\int\frac{{t}−\frac{{a}−\mathrm{2}{b}−{c}}{{a}+\mathrm{2}{b}−{c}}}{\left({t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }{dt}+ \\ $$$$\:\:\:\:\:+\left({a}−\mathrm{2}{b}−{c}\right)\int\frac{{dt}}{{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}− \\ $$$$\:\:\:\:\:−\frac{\sqrt{\mathrm{2}}\left({a}−\mathrm{2}{b}+{c}\right)}{\mathrm{4}}\int\frac{{dt}}{{t}−\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{2}}}+ \\ $$$$\:\:\:\:\:+\frac{\sqrt{\mathrm{2}}\left({a}−\mathrm{2}{b}+{c}\right)}{\mathrm{4}}\int\frac{{dt}}{{t}−\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{2}}} \\ $$$$\mathrm{I}\:\mathrm{think}\:\mathrm{you}\:\mathrm{can}\:\mathrm{solve}\:\mathrm{these} \\ $$
Commented by M±th+et£s last updated on 24/Mar/20
$${yes}\:{sir}\:{thank}\:{you}\:{its}\:{easy}\:{to}\:{solve}\:{now} \\ $$
Commented by MJS last updated on 24/Mar/20
$$\mathrm{you}\:\mathrm{can}\:\mathrm{always}\:\mathrm{use}\:\mathrm{this}\:\mathrm{substitution} \\ $$$$\left(“\mathrm{Weierstrass}''\right)\:\mathrm{for}\:\mathrm{integrals}\:\mathrm{with} \\ $$$$\mathrm{trigonometric}\:\mathrm{functions} \\ $$$${t}=\mathrm{tan}\:\frac{{x}}{\mathrm{2}}\:\Leftrightarrow\:{x}=\mathrm{2arctan}\:{t} \\ $$$$\rightarrow\:{dx}=\mathrm{2cos}^{\mathrm{2}} \:\frac{{x}}{\mathrm{2}}\:{dt}=\left(\mathrm{1}+\mathrm{cos}\:{x}\right){dt}=\frac{\mathrm{2}}{{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{dt} \\ $$$$\mathrm{sin}\:{x}\:=\frac{\mathrm{2}{t}}{{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}} \\ $$$$\mathrm{cos}\:{x}\:=−\frac{{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}}{{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}} \\ $$$$\mathrm{the}\:\mathrm{main}\:\mathrm{problem}\:\mathrm{is}\:\mathrm{to}\:\mathrm{factorize}\:\mathrm{the} \\ $$$$\mathrm{denominator}… \\ $$
Commented by MJS last updated on 24/Mar/20
$$…\mathrm{also}\:\mathrm{with}\:\mathrm{sinh}\:{x},\:\mathrm{cosh}\:{x}: \\ $$$${t}=\mathrm{tanh}\:\frac{{x}}{\mathrm{2}}\:\Leftrightarrow\:{x}=\mathrm{2arctanh}\:{t} \\ $$$$\rightarrow\:{dx}=\mathrm{2cosh}^{\mathrm{2}} \:\frac{{x}}{\mathrm{2}}\:{dt}=\left(\mathrm{1}+\mathrm{cosh}\:{x}\right){dt}=−\frac{\mathrm{2}}{{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}}{dt} \\ $$$$\mathrm{sinh}\:{x}\:=−\frac{\mathrm{2}{t}}{{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}} \\ $$$$\mathrm{cosh}\:{x}\:=−\frac{{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}} \\ $$