详细解答一下(x-xcosx)/(sinx-xcosx)的不定积分
时间: 2024-06-01 16:12:16 浏览: 254
以sinx为例的近似矩形公式求定积分
首先,观察被积函数的分母,我们可以把它变形为:
sinx - xcosx = sinx - sinx\*sin(\pi/2 - x) = sinx\*(1 - sin(\pi/2 - x))
接着,我们可以把被积函数的分子拆开:
x - xcosx = x\*(1 - cosx) = 2\*x\*sin^2(x/2)
所以,原式可以表示为:
$\int \frac{x(1-\cos x)}{\sin x(1-\sin(\pi/2-x))}dx=2\int\frac{x\sin^2(x/2)}{\sin x(1-\sin(\pi/2-x))}dx$
接下来,我们可以利用三角恒等式将分母中的 $\sin(\pi/2 - x)$ 转化为 $\cos x$,得到:
$2\int\frac{x\sin^2(x/2)}{\sin x(1-\cos x)}dx$
然后,我们可以使用部分分式分解的方法来求解这个积分。首先,将分母进行因式分解:
$1 - \cos x = 2\sin^2(x/2)$
把这个等式代入原式中,得到:
$2\int\frac{x\sin^2(x/2)}{\sin x(2\sin^2(x/2))}dx$
接着,我们可以将 $\sin^2(x/2)$ 移到分子中,得到:
$\int\frac{x}{\sin x}dx$
此时,我们可以利用分部积分法来求解这个积分。令 $u = x$,$dv = \csc x dx$,则有:
$du = dx$,$v = -\ln|\csc x + \cot x|$
代入公式,得到:
$\int\frac{x}{\sin x}dx = -x\ln|\csc x + \cot x| + \int \ln|\csc x + \cot x|dx$
最后一个积分无法直接求解,因此可以采用数值方法进行求解。至此,原式的不定积分求解完毕。
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