Question Number 92936 by mathmax by abdo last updated on 09/May/20
$${find}\:\:\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{2}\pi} \:\:\frac{{dx}}{{cosx}\:+{sinx}} \\ $$
Commented by abdomathmax last updated on 10/May/20
$${let}\:{I}\:=\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{2}\pi} \:\frac{{dx}}{{cosx}\:+{sinx}}\:{changement}\:{e}^{{ix}} \:={z}\:{give} \\ $$$${I}\:=\int_{\mid{z}\mid=\mathrm{1}} \:\:\:\:\:\frac{{dz}}{{iz}\left\{\frac{{z}+{z}^{−\mathrm{1}} }{\mathrm{2}}+\frac{{z}−{z}^{−\mathrm{1}} }{\mathrm{2}{i}}\right\}} \\ $$$$=\int_{\mid{z}\mid=\mathrm{1}} \:\:\:\:\frac{−\mathrm{2}{idz}}{{z}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{1}\:+\frac{{z}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}}{{i}}}\: \\ $$$$=\int_{\mid{z}\mid=\mathrm{1}} \:\:\:\:\frac{\mathrm{2}{dz}}{{iz}^{\mathrm{2}} +{i}\:+{z}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}}\:=\int_{\mid{z}\mid=\mathrm{1}} \:\:\:\frac{\mathrm{2}{dz}}{\left(\mathrm{1}+{i}\right){z}^{\mathrm{2}} \:+{i}−\mathrm{1}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{2}}{\left(\mathrm{1}+{i}\right)}\:\int_{\mid{z}\mid=\mathrm{1}} \:\:\:\:\frac{{dz}}{{z}^{\mathrm{2}} \:+\frac{{i}−\mathrm{1}}{{i}+\mathrm{1}}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{1}+{i}}\int_{\mid{z}\mid=\mathrm{1}} \:\:\:\:\frac{{dz}}{{z}^{\mathrm{2}} \:+\frac{\left({i}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }{−\mathrm{2}}}\:=\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{1}+{i}}\int_{\mid{z}\mid=\mathrm{1}} \:\:\:\frac{{dz}}{{z}^{\mathrm{2}} −\frac{−\mathrm{2}{i}}{\mathrm{2}}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{1}+{i}}\:\int_{\mid{z}\mid=\mathrm{1}} \:\:\:\frac{{dz}}{{z}^{\mathrm{2}} \:+{i}}\:=\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{1}+{i}}\:\int_{\mid{z}\mid=\mathrm{1}} \:\:\:\frac{{dz}}{\left({z}−{e}^{−\frac{{i}\pi}{\mathrm{4}}} \right)\left({z}+{e}^{−\frac{{i}\pi}{\mathrm{4}}} \right)} \\ $$$$=\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{1}+{i}}\left\{\:{Res}\left({f},{e}^{−\frac{{i}\pi}{\mathrm{4}}} \right)+{Res}\left({f},−{e}^{−\frac{{i}\pi}{\mathrm{4}}} \right)\right\} \\ $$$${Res}\left({f},{e}^{\frac{{i}\pi}{\mathrm{4}}} \right)\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{e}^{−\frac{{i}\pi}{\mathrm{4}}} } \\ $$$${Res}\left({f},−{e}^{−\frac{{i}\pi}{\mathrm{4}}} \right)\:=\frac{\mathrm{1}}{−\mathrm{2}{e}^{−\frac{{i}\pi}{\mathrm{4}}} }\:\Rightarrow\Sigma\:{Res}=\mathrm{0}\:\Rightarrow \\ $$$${I}\:=\mathrm{0} \\ $$
Commented by i jagooll last updated on 10/May/20
$$\int\underset{\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{2}\pi} {\:}}\:\frac{\mathrm{dx}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}\:\mathrm{cos}\:\left(\mathrm{x}−\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)}\:=\: \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}\:}\underset{\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{2}\pi} {\int}}\:\mathrm{sec}\:\left(\mathrm{x}−\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)\:\mathrm{d}\left(\mathrm{x}−\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)\:=\: \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}\:}\:\left\{\mathrm{ln}\mid\mathrm{sec}\:\left(\mathrm{x}−\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)+\mathrm{tan}\:\left(\mathrm{x}−\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)\mid\right\}\underset{\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{2}\pi} {\:}} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\:\left\{\:\mathrm{ln}\mid\mathrm{sec}\:\frac{\pi}{\mathrm{4}}−\mathrm{tan}\:\frac{\pi}{\mathrm{4}}\mid−\mathrm{ln}\mid\mathrm{sec}\:\frac{\pi}{\mathrm{4}}−\mathrm{tan}\:\frac{\pi}{\mathrm{4}}\mid\right\} \\ $$$$=\:\mathrm{0}\: \\ $$
Answered by niroj last updated on 09/May/20
$$\:\:\mathrm{I}=\:\int_{\mathrm{0}} ^{\:\mathrm{2}\pi} \:\:\frac{\:\:\boldsymbol{\mathrm{dx}}}{\boldsymbol{\mathrm{cos}}\:\mathrm{x}+\mathrm{sin}\:\mathrm{x}} \\ $$$$\:\:\:\:\mathrm{let}\:,\:\:\mathrm{sin}\:\mathrm{x}=\:\frac{\mathrm{2tan}\:\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}}}{\mathrm{1}+\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}}} \\ $$$$\:\:\:\:\mathrm{cos}\:\mathrm{x}=\:\frac{\mathrm{1}−\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}}}{\mathrm{1}+\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}}} \\ $$$$\:\:\left[\:\int\:\:\frac{\:\mathrm{1}}{\frac{\mathrm{1}−\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}}}{\mathrm{1}+\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}}}\:\:+\:\frac{\mathrm{2tan}\:\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}}}{\mathrm{1}+\:\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}}}}\mathrm{dx}\right]_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{2}\pi} \\ $$$$\:=\:\left[\:\int\:\frac{\:\:\mathrm{sec}^{\mathrm{2}} \frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}}\mathrm{dx}}{\mathrm{1}−\mathrm{tan}^{\mathrm{2}} \frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}}\:+\mathrm{2tan}\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}}}\right]_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{2}\pi} \\ $$$$\:\:\mathrm{Put},\:\:\mathrm{tan}\:\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}}=\:\mathrm{t} \\ $$$$\:\:\:\:\mathrm{sec}^{\mathrm{2}} \:\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}}\mathrm{dx}=\mathrm{2dt} \\ $$$$\:\:\left[\:\int\:\frac{\mathrm{2}\:\mathrm{dt}}{\mathrm{1}−\mathrm{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2t}}\:\:\right]_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{2}\pi} =\:\left[−\mathrm{2}\:\int\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2t}−\mathrm{1}}\mathrm{dt}\right]_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{2}\pi} \\ $$$$\:=\left[−\mathrm{2}\int\:\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{t}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}.\mathrm{t}.\mathrm{1}+\left(\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}}\mathrm{dt}\right]_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{2}\pi} \\ $$$$\:=\:\left[\:−\mathrm{2}\int\:\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{t}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}}\right]_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{2}\pi} \\ $$$$\:=\:\left[\:\mathrm{2}\int\:\frac{\mathrm{1}}{\left(\sqrt{\mathrm{2}}\:\right)^{\mathrm{2}} −\left(\mathrm{t}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }\right]_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{2}\pi} \\ $$$$\:=\left[\:\mathrm{2}\:.\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}.\sqrt{\mathrm{2}}}\mathrm{log}\:\frac{\:\:\sqrt{\mathrm{2}}+\left(\mathrm{t}−\mathrm{1}\right)}{\:\sqrt{\mathrm{2}}\:−\left(\mathrm{t}−\mathrm{1}\right)}\right]_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{2}\pi} \\ $$$$\:=\:\:\left[\:\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\:\mathrm{log}\:\:\frac{\:\sqrt{\mathrm{2}}\:+\left(\mathrm{tan}\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}}−\mathrm{1}\right)}{\:\sqrt{\mathrm{2}}\:−\left(\mathrm{tan}\frac{\mathrm{x}}{\mathrm{2}}\:−\mathrm{1}\right)}\right]_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{2}\pi} \\ $$$$\:=\:\left[\:\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\:\mathrm{log}\:\frac{\:\sqrt{\mathrm{2}}\:\:+\:\left(\mathrm{tan}\frac{\mathrm{2}\pi}{\mathrm{2}}−\mathrm{1}\right)}{\:\:\sqrt{\mathrm{2}}\:−\left(\mathrm{tan}\:\frac{\mathrm{2}\pi}{\mathrm{2}}−\mathrm{1}\right)}\:−\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\mathrm{log}\:\frac{\:\:\sqrt{\mathrm{2}}+\left(\mathrm{0}−\mathrm{1}\right)}{\:\sqrt{\mathrm{2}}\:−\left(\mathrm{0}−\mathrm{1}\right)}\right] \\ $$$$\:=\:\:\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\:\mathrm{log}\:\frac{\:\sqrt{\mathrm{2}}\:−\mathrm{1}}{\:\:\sqrt{\mathrm{2}}\:\:\:\:+\mathrm{1}}\:−\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\:\mathrm{log}\:\frac{\:\sqrt{\mathrm{2}}−\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}\:+\mathrm{1}}\:=\mathrm{0}\://. \\ $$$$ \\ $$$$\: \\ $$
Commented by mathmax by abdo last updated on 10/May/20
$${thankx}\:{sir}. \\ $$
Commented by i jagooll last updated on 10/May/20
Answered by Ar Brandon last updated on 10/May/20
$$\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{2}\pi} \:\:\frac{{dx}}{{cosx}\:+{sinx}} \\ $$$$\mathrm{I}=\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{2}\pi} \frac{\mathrm{1}}{\mathrm{cos}\left(\mathrm{x}−\frac{\pi}{\mathrm{4}}\right)}\mathrm{dx} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{I}\underset{\mathrm{u}=\mathrm{x}−\frac{\pi}{\mathrm{4}}} {=}\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\int_{−\frac{\pi}{\mathrm{4}}} ^{\frac{\mathrm{7}\pi}{\mathrm{4}}} \frac{\mathrm{1}}{\mathrm{cos}\:\mathrm{u}}\mathrm{du} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{I}=\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\left[\mathrm{ln}\mid\mathrm{sec}\:\mathrm{u}+\mathrm{tan}\:\mathrm{u}\mid\right]_{−\frac{\pi}{\mathrm{4}}} ^{\frac{\mathrm{7}\pi}{\mathrm{4}}} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{I}=\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\left[\mathrm{ln}\mid−\sqrt{\mathrm{2}}+\mathrm{1}\mid−\mathrm{ln}\mid\sqrt{\mathrm{2}}−\mathrm{1}\mid\right] \\ $$$$\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{2}\pi} \:\:\frac{{dx}}{{cosx}\:+{sinx}}=\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}\mathrm{ln}\mid\frac{\sqrt{\mathrm{2}}−\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}−\mathrm{1}}\mid=\mathrm{0} \\ $$