Question Number 27294 by iy last updated on 04/Jan/18
$$\underset{\mathrm{1}/{e}} {\overset{\mathrm{tan}\:{x}} {\int}}\frac{{t}}{\mathrm{1}+{t}^{\mathrm{2}} }\:{dt}\:+\:\underset{\mathrm{1}/{e}} {\overset{\mathrm{cot}\:{x}} {\int}}\:\frac{\mathrm{1}}{{t}\left(\mathrm{1}+{t}^{\mathrm{2}} \right)}\:{dt}\:= \\ $$
Commented by prakash jain last updated on 05/Jan/18
$$\left({A}\right) \\ $$$$\int_{\mathrm{1}/{e}} ^{\mathrm{tan}\:{x}} \frac{{t}}{\mathrm{1}+{t}^{\mathrm{2}} }{dt}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left[\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{1}+\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} {x}\right)−\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{e}^{\mathrm{2}} }\right)\right] \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left[\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{sec}^{\mathrm{2}} {x}\right)−\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{e}^{\mathrm{2}} }\right)\right] \\ $$$$=\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{sec}{x}\right)−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{e}^{\mathrm{2}} }\right) \\ $$$$\int_{\mathrm{1}/{e}} ^{\mathrm{cot}\:{x}} \frac{\mathrm{1}}{{t}\left(\mathrm{1}+{t}^{\mathrm{2}} \right)}{dt} \\ $$$$\int_{\mathrm{1}/{e}} ^{\mathrm{cot}\:{x}} \left(\frac{{t}}{{t}^{\mathrm{2}} }−\frac{{t}}{\mathrm{1}+{t}^{\mathrm{2}} }\right){dt} \\ $$$$=\left[\mathrm{ln}\:{t}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{1}+{t}^{\mathrm{2}} \right)\right]_{\mathrm{1}/{e}} ^{\mathrm{cot}\:{x}} \\ $$$$\left({B}\right) \\ $$$$=\mathrm{ln}\:\mathrm{cot}\:{x}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{1}+\mathrm{cot}^{\mathrm{2}} {x}\right)−\mathrm{ln}\:\frac{\mathrm{1}}{{e}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{e}^{\mathrm{2}} }\right) \\ $$$$=\mathrm{ln}\:\mathrm{cot}\:{x}−\mathrm{ln}\:\mathrm{cosec}\:{x}−\mathrm{ln}\:\frac{\mathrm{1}}{{e}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{{e}^{\mathrm{2}} }\right) \\ $$$${A}+{B} \\ $$$$\mathrm{ln}\:\mathrm{sec}\:{x}+\mathrm{ln}\:\mathrm{cot}\:{x}−\mathrm{ln}\:\mathrm{cosec}\:{x}+\mathrm{1} \\ $$$$=\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{sec}\:{x}\centerdot\mathrm{cot}\:{x}\right)−\mathrm{ln}\:\mathrm{cosec}\:{x}+\mathrm{1} \\ $$$$=\mathrm{ln}\:\mathrm{cosec}\:{x}−\mathrm{ln}\:\mathrm{cosec}\:{x}+\mathrm{1} \\ $$$$=\mathrm{1} \\ $$