Cómo evaluar [matemáticas] \ int \ frac {(\ sec ^ {3/2} x- \ sec ^ {1/2} x) \ tan x} {2+ \ tan ^ {2} x} dx [/ matemáticas]

[matemáticas] \ displaystyle \ \ int {\ dfrac {\ sqrt {\ sec (x)} (\ sec (x) -1) \ tan (x)} {\ sec ^ 2 (x) +1}} \ mathrm {d} x [/ matemáticas]

Poner, [math] \ sqrt {\ sec (x)} = u, \ mathrm {d} u = \ dfrac {\ sqrt {\ sec (x)} \ tan (x)} {2} \ mathrm {d} x = \ dfrac {u \ sqrt {1-u ^ 4}} {2} \ mathrm {d} x [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle \ \ int {\ dfrac {u \ sqrt {1-u ^ 4} (u ^ 2-1)} {u ^ 2 + 1} \ times \ dfrac {2} {u \ sqrt {1 -u ^ 4}}} \ mathrm {d} u [/ math]

[matemáticas] 2 \ displaystyle \ \ int {\ dfrac {u ^ 2-1} {u ^ 4 + 1}} \ mathrm {d} u [/ math]

[matemáticas] 2 \ displaystyle \ \ int {\ dfrac {u ^ 2-1} {(u ^ 2- \ sqrt {2} u + 1) (u ^ 2 + \ sqrt {2} u + 1)}} \ mathrm {d} u [/ math]

Usando una calculadora de fracciones parciales,

[matemáticas] \ displaystyle \ \ int {\ dfrac {1} {\ sqrt {2} (u ^ 2- \ sqrt {2} u + 1)} – \ dfrac {1} {\ sqrt {2} (u ^ 2+ \ sqrt {2} u + 1)}} \ mathrm {d} u [/ math]

[matemáticas] \ dfrac {\ ln \ left | u ^ 2- \ sqrt {2} u + 1 \ right | – \ ln \ left | u ^ 2 + \ sqrt {2} u + 1 \ right |} {\ sqrt {2}} + C [/ math]

[matemáticas] u = \ sqrt {\ seg (x)} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ dfrac {\ ln \ left | \ sec (x) – \ sqrt {2 \ sec (x)} + 1 \ right | – \ ln \ left | \ sec (x) + \ sqrt {2 \ sec (x)} + 1 \ right |} {\ sqrt {2}} + C [/ math]

Gracias por el A2A

Su problema de integración está relacionado con los siguientes resultados.
1+ (tanx) ^ 2 = (secx) ^ 2
(secx) ‘= secxtanx
∫dx / (x ^ 2-a ^ 2) = (1 / 2a) log ((xa) / (x + a))

Primero note que requerimos que sec x> 0.
Tome sqrt (sec x) como un factor del numerador y multiplique el numerador y el denominador por cos ^ 2 x. El integrando se convierte
sqrt (sec x) (1 – cos x) sen x / (1 + cos x)
= (1 – cos x) sen x / ((sqrt (cos x)) (1 + cos x)).
Ahora intenta sustituir u = cos x. El integrando se convierte
(u-1) / (sqrt (u) (u + 1)) = 1 / sqrt (u) – 2 / (sqrt (u) (u + 1)).
Ahora ponga v = sqrt (u) en el segundo término y use fracciones parciales.
Te dejo para terminar esto.