Question Number 195602 by mokys last updated on 05/Aug/23
$${solve}\:\int\:\frac{{dx}}{{sin}^{\mathrm{10}} \left({x}\right)+{cos}^{\mathrm{10}} \left({x}\right)} \\ $$
Answered by Frix last updated on 06/Aug/23
$$\int\frac{{dx}}{\mathrm{sin}^{\mathrm{10}} \:{x}\:+\mathrm{cos}^{\mathrm{10}} \:{x}}= \\ $$$$=\mathrm{64}\int\frac{{dx}}{\mathrm{5cos}^{\mathrm{2}} \:\mathrm{4}{x}\:+\mathrm{30cos}\:\mathrm{4}{x}\:+\mathrm{29}}= \\ $$$$=\frac{\mathrm{5}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\int\frac{{dx}}{\mathrm{3}−\frac{\mathrm{4}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}+\mathrm{cos}\:\mathrm{4}{x}}−\frac{\mathrm{8}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}\int\frac{{dx}}{\mathrm{3}+\frac{\mathrm{4}}{\:\sqrt{\mathrm{5}}}+\mathrm{cos}\:\mathrm{4}{x}}= \\ $$$$\left[\mathrm{using}\:{t}=\mathrm{tan}\:\mathrm{2}{x}\right] \\ $$$$=\left(\mathrm{4}+\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{5}}\right)\int\frac{{dt}}{{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{6}+\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{5}}}+\left(\mathrm{4}−\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{5}}\right)\int\frac{{dt}}{{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{6}−\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{5}}}= \\ $$$$=−\left(\frac{\mathrm{3}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\mathrm{tan}^{−\mathrm{1}} \:\frac{\left(\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}\right){t}}{\mathrm{4}}\:+\frac{\mathrm{3}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\mathrm{tan}^{−\mathrm{1}} \:\frac{\left(\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}\right){t}}{\mathrm{4}}\right)= \\ $$$$=−\left(\frac{\mathrm{3}+\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\mathrm{tan}^{−\mathrm{1}} \:\frac{\left(\mathrm{1}−\sqrt{\mathrm{5}}\right)\mathrm{tan}\:\mathrm{2}{x}}{\mathrm{4}}\:+\frac{\mathrm{3}−\sqrt{\mathrm{5}}}{\mathrm{2}}\mathrm{tan}^{−\mathrm{1}} \:\frac{\left(\mathrm{1}+\sqrt{\mathrm{5}}\right)\mathrm{tan}\:\mathrm{2}{x}}{\mathrm{4}}\right)+{C} \\ $$