¿Cómo puedo encontrar el valor de la siguiente integral definida?
$$\int_{-\pi}^{\pi}\frac{e^{\sin(x)+\cos(x)}\cos(\sin(x))}{e^{\sin(x)}+e^x}dx$$
Mathematica dice que su valor es $\pi$, pero no sé cómo obtenerlo?
Respuestas
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$$x\mapsto -x:$$ $$\int_{-\pi}^{\pi} \frac{e^{\sin x+\cos x}\cos \sin x}{e^{\sin x}+e^{x}}\,dx=\int_{-\pi}^{\pi} \frac{e^{ x+\cos x}\cos \sin x}{e^{\sin x}+e^{x}}\,dx$$
La adición de ambos, nuestros integral es:
$$\frac{1}{2}\int_{-\pi}^{\pi}e^{\cos x}\cos \sin x\,dx=\frac{1}{2}\int_0^{2\pi}e^{-\cos x}\cos \sin x\,dx=\pi$$
La última línea se puede hacer de la siguiente manera:
$$\int_0^{2\pi} e^{-\cos x}\cos(- \sin x)\,dx=\Re\left(\int_0^{\pi} e^{-e^{ix}dx}\right)$$
$$f(\lambda)=\int_0^{2\pi} e^{\lambda e^{ix}}dx$$
$$f'(\lambda)=\frac{1}{i\lambda}\int_0^{2\pi} i\lambda e^{i x}e^{\lambda e^{ix}}dx =\frac{1}{i\lambda}\bigg[e^{\lambda e^{ix}}\bigg]_0^{2\pi}=0$$
Por lo tanto:
$$f(\lambda)=\mathcal{C}$$
Tomando $\lambda =0$ tenemos $\mathcal{C}=2\pi$ y el resultado de la siguiente manera.
Richard Marskell - Drackir
Puntos
481
Deje $u=-x$. Denotar su integral como $I$. Entonces
$$I=\int_{-\pi}^{\pi}\frac{\exp{(-\sin u+\cos u)}\cos(\sin u)}{\exp{(-u)}+\exp{(-\sin u)}}du=\int_{-\pi}^{\pi}\frac{\exp{(u+\cos u)}\cos(\sin u)}{\exp{(u)}+\exp{(\sin u)}}du$$
A continuación, $$2I=\int_{-\pi}^{\pi}\frac{(\exp{(\sin u)+\exp(u))\exp(\cos u)}\cos(\sin u)}{\exp{(u)}+\exp{(\sin u)}}du=\int_{-\pi}^{\pi}\exp{(\cos u)}\cos(\sin(u))du$$
El siguiente argumento es una aplicación de complejos de residuos:
$$\int_{C}\frac{\exp z}{z}dz=2\pi i,$$
donde C es el círculo de $\vert z\vert=1$.
Deje $z=\exp{i\theta} (-\pi<\theta<\pi),$, entonces la integral se transforma en
$$\int_{-\pi}^{\pi}\exp{(\exp(i\theta))}d\theta=2\pi$$
Recordemos que $$\exp{(\exp(i\theta))}=\exp{(\cos\theta)}(\cos(\sin\theta)+i\sin(\sin\theta))$$
a continuación, el resultado de la siguiente manera.
