Question Number 120761 by bramlexs22 last updated on 02/Nov/20
$$\:\:\:\:\int\:\mathrm{tan}^{−\mathrm{1}} \left(\sqrt{\frac{\mathrm{1}−\mathrm{x}}{\mathrm{1}+\mathrm{x}}}\:\right)\:\mathrm{dx}\:? \\ $$
Answered by liberty last updated on 02/Nov/20
$$\mathrm{We}\:\mathrm{put}\:\mathrm{x}\:=\:\mathrm{cos}\:\psi\:\Rightarrow\mathrm{dx}\:=\:−\mathrm{sin}\:\psi\:\mathrm{d}\psi \\ $$$$\int\:\mathrm{tan}^{−\mathrm{1}} \:\sqrt{\frac{\mathrm{1}−\mathrm{cos}\:\psi}{\mathrm{1}+\mathrm{cos}\:\psi}}\:\left(−\mathrm{sin}\:\psi\:\mathrm{d}\psi\right)\:= \\ $$$$\int\:\mathrm{tan}^{−\mathrm{1}} \sqrt{\frac{\mathrm{2sin}\:^{\mathrm{2}} \left(\psi/\mathrm{2}\right)}{\mathrm{2cos}\:^{\mathrm{2}} \left(\psi/\mathrm{2}\right)}}\:\left(−\mathrm{sin}\:\psi\:\mathrm{d}\psi\:\right)= \\ $$$$\int\:\mathrm{tan}^{−\mathrm{1}} \left(\mathrm{tan}\:\left(\psi/\mathrm{2}\right)\right)\left(−\mathrm{sin}\:\psi\:\mathrm{d}\psi\right)\:= \\ $$$$\int\:−\left(\frac{\psi}{\mathrm{2}}\right)\mathrm{sin}\:\psi\:\mathrm{d}\psi\:=\:−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left[\:−\psi\:\mathrm{cos}\:\psi+\mathrm{sin}\:\psi\:\right]\:+\mathrm{c} \\ $$$$\:=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left[\:−\mathrm{x}\:\mathrm{cos}^{−\mathrm{1}} \left(\mathrm{x}\right)+\sqrt{\mathrm{1}−\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }\:\right]\:+\:\mathrm{c}\: \\ $$