Интеграл log(tan(x)) (dx)

Преподаватель очень удивится увидев твоё верное решение 😼

d

↑ Введите нижнюю границу интеграла и верхнюю границу интеграла b, подинтегральную функцию f(x) - смотрите пример

Кусочно-заданная:

{ кусочно-заданную функцию ввести здесь.

    Решение

    Вы ввели [src]
      1               
      /               
     |                
     |  log(tan(x)) dx
     |                
    /                 
    0                 
    01log(tan(x))dx\int_{0}^{1} \log{\left (\tan{\left (x \right )} \right )}\, dx
    Подробное решение
    1. Используем интегрирование по частям:

      udv=uvvdu\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}

      пусть u(x)=log(tan(x))u{\left (x \right )} = \log{\left (\tan{\left (x \right )} \right )} и пусть dv(x)=1\operatorname{dv}{\left (x \right )} = 1 dx.

      Затем du(x)=tan2(x)+1tan(x)\operatorname{du}{\left (x \right )} = \frac{\tan^{2}{\left (x \right )} + 1}{\tan{\left (x \right )}} dx.

      Чтобы найти v(x)v{\left (x \right )}:

      1. Интеграл от константы есть эта константа, умноженная на переменную интегрирования:

        1dx=x\int 1\, dx = x

      Теперь решаем под-интеграл.

    2. Перепишите подынтегральное выражение:

      x(tan2(x)+1)tan(x)=xtan(x)+xtan(x)\frac{x \left(\tan^{2}{\left (x \right )} + 1\right)}{\tan{\left (x \right )}} = x \tan{\left (x \right )} + \frac{x}{\tan{\left (x \right )}}

    3. Интегрируем почленно:

      1. Не могу найти шаги в поиске этот интеграла.

        Но интеграл

        xtan(x)dx\int x \tan{\left (x \right )}\, dx

      1. Не могу найти шаги в поиске этот интеграла.

        Но интеграл

        xtan(x)dx\int \frac{x}{\tan{\left (x \right )}}\, dx

      Результат есть: xtan(x)dx+xtan(x)dx\int \frac{x}{\tan{\left (x \right )}}\, dx + \int x \tan{\left (x \right )}\, dx

    4. Добавляем постоянную интегрирования:

      xlog(tan(x))xtan(x)dxxtan(x)dx+constantx \log{\left (\tan{\left (x \right )} \right )} - \int \frac{x}{\tan{\left (x \right )}}\, dx - \int x \tan{\left (x \right )}\, dx+ \mathrm{constant}


    Ответ:

    xlog(tan(x))xtan(x)dxxtan(x)dx+constantx \log{\left (\tan{\left (x \right )} \right )} - \int \frac{x}{\tan{\left (x \right )}}\, dx - \int x \tan{\left (x \right )}\, dx+ \mathrm{constant}

    Ответ [src]
      1                    1               
      /                    /               
     |                    |                
     |  log(tan(x)) dx =  |  log(tan(x)) dx
     |                    |                
    /                    /                 
    0                    0                 
    πlog(tan21+1)+2ili2(itan1+1)2ili2(1itan1)4logtan14+logtan1{{\pi\,\log \left(\tan ^21+1\right)+2\,i\,{\it li}_{2}(i\,\tan 1+1) -2\,i\,{\it li}_{2}(1-i\,\tan 1)-4\,\log \tan 1}\over{4}}+\log \tan 1
    Численный ответ [src]
    -0.869182036970747
    Ответ (Неопределённый) [src]
                              /                                          
      /                      |               /                           
     |                       |   x          |                            
     | log(tan(x)) dx = C -  | ------ dx -  | x*tan(x) dx + x*log(tan(x))
     |                       | tan(x)       |                            
    /                        |             /                             
                            /                                            
    πlog(tan2x+1)+2ili2(itanx+1)2ili2(1itanx)4xlogtanx4+xlogtanx{{\pi\,\log \left(\tan ^2x+1\right)+2\,i\,{\it li}_{2}(i\,\tan x+1) -2\,i\,{\it li}_{2}(1-i\,\tan x)-4\,x\,\log \tan x}\over{4}}+x\, \log \tan x