Calcular la integral indefinida $$ \int \cos (2x)\cdot \ln \left(\frac{\cos x+\sin x}{\cos x-\sin x}\right)\,dx $$
Mi intento:
Primero, convertir $$ \frac{\cos x+\sin x}{\cos x-\sin x} = \frac{1+\tan x}{1-\tan x} = \tan \left(\frac{\pi}{4}+x\right) $$
Esto cambia la integral a $$ \int \cos (2x)\cdot \ln \left(\tan \left(\frac{\pi}{4}+x\right)\right)\,dx $$
Ahora dejemos $t=\left(\frac{\pi}{4}+x\right)$ tal que $dx = dt$. Entonces la integral con las variables cambiadas queda
$$ \begin{align} \int \cos \left(2t-\frac{\pi}{2}\right)\cdot \ln (\tan t)dt &= \int \sin (2t)\cdot \ln (\tan t)dt\\ &= -\ln(\tan t)\cdot \frac{\cos (2t)}{2}+\frac{1}{2}\int \frac{\sec^2(t)}{\tan t}\cdot \cos (2t)\\ &= -\ln(\tan t)\cdot \frac{\cos (2t)}{2}+\frac{1}{2}\int \cot (2t)dt\\ &= -\ln(\tan t)\cdot \frac{\cos (2t)}{2}+\frac{1}{2}\ln \left|\sin (2t)\right| \end{align} $$
donde $t=\displaystyle \left(\frac{\pi}{4}+x\right)$.
¿Es correcta esta solución? ¿Hay otro método para encontrar la solución?
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¿También podrías usar $$\cos(2t)=\cos^2(t)-\sin^2(t)$$?