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Calcular la integral: π/20log(a2sin2x+b2cos2x)dx

Esta es una integral para un examen de cálculo, y no tengo idea de cómo resolverlo. π20log(a2sin2(x)+b2cos2(x))dx

9voto

Bhubhu Hbuhdbus Puntos 123

Considere la posibilidad de I(b)=π/20ln(a2sin2x+b2cos2x)dx

Ib=2bπ/20cos2xa2sin2x+b2cos2xdx=2bπ/20dxa2tan2x+b2=2b0dt(a2t2+b2)(1+t2)(tanx=t)=2bb2a2(0dt1+t2a20dta2t2+b2)(partial fractions)=2bb2a2(π2π2ab)=πbab2a2=πa+b

Por lo tanto,

I(b)=πln(a+b)+C

Para evaluar C, calculo I(0) i.e

I(0)=π/20ln(a2sin2x)dx=πlna2

I(0)=πlna+C=πlna2C=πln2

Por lo tanto, I(b)=πln(a+b2)

4voto

schooner Puntos 1602

Sin pérdida de generalidad, vamos a b>a>0. Tomando nota de sin2x=1cos(2x)2,cos2x=1+cos(2x)2 tenemos I=π20log(a2+b22+b2a22cos(2x))dx=12π0log(a2+b22+b2a22cosx)dx=12π0log(a2+b2b2a2+cosx)dx+π2logb2a22. Nota, para a>1 π0log(α+cosx)dx=πloga(a+a21)2a y por lo tanto tenemos I=πloga+b2

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