Evaluación de $\int \frac{\sin{x}+\cos{x}}{\sin^4{x}+\cos^4{x}} \mathrm dx$

Question

Estoy teniendo verdaderos problemas para evaluar esta integral indefinida

$$\int{\frac{\sin{x}+\cos{x}}{\sin^4{x}+\cos^4{x}}}dx$$

¿Necesito mencionar que ya he probado WolframAlpha con poco éxito? Me devolvió una expresión complicada llena de muchos $\arctan$ términos.

Esto es lo que ya he probado:

1. Separando el denominador como $(1-\sqrt{2}\sin{x}\cos{x})(1-\sqrt{2}\sin{x}\cos{x})$ y aplicando fracciones parciales.
2. Multiplicar y dividir por $\sec^4{x}$

Por favor, proporcione cualquier ayuda . Se agradecería que se diera una pista en lugar de la solución completa.

Answer 1

$$\sin^4x+\cos^4x=(\sin^2x+\cos^2x)^2-2\sin^2x\cos^2x=1-\frac{\sin^22x}2$$

Si ponemos $\int(\sin x+\cos x)dx=\sin x-\cos x,\sin2x=1-u^2$

$$\implies \int{\frac{\sin{x}+\cos{x}}{\sin^4{x}+\cos^4{x}}}dx=2\int\frac{du}{2-(1-u^2)^2}=2\int\frac{du}{(\sqrt2+1-u^2)(\sqrt2-1+u^2)}$$

$$=\frac2{2\sqrt2}\int\frac{(\sqrt2+1-u^2)+(\sqrt2-1+u^2)}{(\sqrt2+1-u^2)(\sqrt2-1+u^2)}du$$

$$=\frac1{\sqrt2}\left(\int\frac{du}{\sqrt2-1+u^2}+\int\frac{du}{\sqrt2+1-u^2}\right)$$

Aplicar ahora $\displaystyle\int\frac{dy}{a^2+y^2}=\frac1a\arctan \frac ya+K$

y $\displaystyle\int\frac{dy}{a^2-y^2}=\frac1{2a}\ln\big|\frac{a+y}{a-y}\big|+C$