¿Cómo evaluamos [math] \ displaystyle \ int {\ dfrac {dx} {\ sin ^ {4} {x} +1}} [/ math]?

* A2A

[matemáticas] \ displaystyle \ int \ dfrac {dx} {\ sin ^ 4 x + 1} [/ matemáticas]

Multiplicar arriba y abajo con [matemáticas] \ csc ^ 4 x [/ matemáticas] da

[matemáticas] \ displaystyle \ int \ dfrac {\ csc ^ 4 x} {1+ \ csc ^ 4 x} \, dx [/ math]

[matemáticas] = \ displaystyle \ int \ dfrac {\ csc ^ 2 x (1+ \ cot ^ 2 x)} {1+ (1+ \ cot ^ 2 x) ^ 2} \, dx [/ math]

Sea [math] u = \ cot x \ implica du = – \ csc ^ 2 x \, dx [/ math]

[matemáticas] = \ displaystyle \ int \ dfrac {- (1 + u ^ 2)} {1+ (1 + u ^ 2) ^ 2} \, du [/ math]

[matemáticas] = \ displaystyle – \ int \ dfrac {1 + u ^ 2} {(1 + u ^ 2) ^ 2-i ^ 2} \, du [/ math]

[matemáticas] = \ displaystyle – \ int \ dfrac {1 + u ^ 2} {(u ^ 2 + 1 + i) (u ^ 2 + 1-i)} \, du [/ math]

[matemáticas] = \ displaystyle – \ dfrac {1} {2} \ int \ dfrac {(u ^ 2 + 1 + i) + (u ^ 2 + 1-i)} {(u ^ 2 + 1 + i) (u ^ 2 + 1-i)} \, du [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ displaystyle – \ dfrac {1} {2} \ int \ left [\ dfrac {1} {u ^ 2 + 1-i} + \ dfrac {1} {u ^ 2 + 1 + i} \ derecha] \, du [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ displaystyle – \ dfrac {1} {2} \ int \ left [\ dfrac {1} {u ^ 2 + (\ sqrt {1-i}) ^ 2} + \ dfrac {1} {u ^ 2 + (\ sqrt {1 + i}) ^ 2} \ right] \, du [/ math]

[matemáticas] = – \ dfrac {1} {2} \ left [\ dfrac {1} {\ sqrt {1-i}} \ arctan \ left (\ dfrac {u} {\ sqrt {1-i}} \ derecha) + \ dfrac {1} {\ sqrt {1 + i}} \ arctan \ left (\ dfrac {u} {\ sqrt {1 + i}} \ right) \ right] + C [/ math]

[matemáticas] = – \ dfrac {1} {2} \ left [\ dfrac {1} {\ sqrt {1-i}} \ arctan \ left (\ dfrac {\ cot x} {\ sqrt {1-i} } \ right) + \ dfrac {1} {\ sqrt {1 + i}} \ arctan \ left (\ dfrac {\ cot x} {\ sqrt {1 + i}} \ right) \ right] + C [/ matemáticas]

puedes evaluarlo haciendo

sin ^ 4 x + 1 = (sin ^ 2 x + 1) ^ 2- (2 sin ^ 2 x)

= (sin ^ 2 x + 1–2 ^ 0.5 sinx) (sin ^ 2 x + 1 + 2 ^ 0.5 sinx)

= A continuación, si pudiera continuar, simplemente aplique algunas fórmulas y todo

sen ^ 2x + cos ^ 2x + 1

cos ^ 2x = 1-sin ^ 2x

tomar pecado ^ 2x común.

Poner Sin ^ 2x = t