Question Number 113634 by eric last updated on 14/Sep/20 | ||
$${Bonjour}\:{besoin}\:{d}'{aide} \\ $$$${Calculer}\:\int{ln}\left({cosx}\right){dx} \\ $$ | ||
Answered by Olaf last updated on 14/Sep/20 | ||
$$\mathrm{cos}{x}\:=\:\underset{{k}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{k}} {x}^{\mathrm{2}{k}} }{\left(\mathrm{2}{k}\right)!}... \\ $$$$ \\ $$ | ||
Answered by MJS_new last updated on 18/Sep/20 | ||
$$\int\mathrm{ln}\:\mathrm{cos}\:{x}\:{dx}= \\ $$$$\:\:\:\:\:\left[\mathrm{by}\:\mathrm{parts}\right] \\ $$$$={x}\mathrm{ln}\:\mathrm{cos}\:{x}\:+\int{x}\mathrm{tan}\:{x}\:{dx} \\ $$$$ \\ $$$$\int{x}\mathrm{tan}\:{x}\:{dx}=−\mathrm{i}\int{x}\frac{\mathrm{e}^{\mathrm{i}{x}} −\mathrm{e}^{−\mathrm{i}{x}} }{\mathrm{e}^{\mathrm{i}{x}} +\mathrm{e}^{\mathrm{i}{x}} }{dx}= \\ $$$$=−\mathrm{i}\int{x}\frac{\mathrm{e}^{\mathrm{2i}{x}} −\mathrm{1}}{\mathrm{e}^{\mathrm{2i}{x}} +\mathrm{1}}{dx}= \\ $$$$\:\:\:\:\:\left[{t}=\mathrm{e}^{\mathrm{2i}{x}} \:\Leftrightarrow\:{x}=−\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{2}}\mathrm{ln}\:{t}\:\rightarrow\:{dx}=−\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{2}{t}}{dt}\right] \\ $$$$=\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{4}}\int\mathrm{ln}\:{t}\:\frac{{t}−\mathrm{1}}{{t}\left({t}+\mathrm{1}\right)}{dt}= \\ $$$$\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{2}}\int\frac{\mathrm{ln}\:{t}}{{t}+\mathrm{1}}{dt}−\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{4}}\int\frac{\mathrm{ln}\:{t}}{{t}}{dt} \\ $$$$ \\ $$$$\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{2}}\int\frac{\mathrm{ln}\:{t}}{{t}+\mathrm{1}}{dt}= \\ $$$$\:\:\:\:\:\left[\mathrm{by}\:\mathrm{parts}\right] \\ $$$$=\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{2}}\mathrm{ln}\:{t}\:\mathrm{ln}\:\left({t}+\mathrm{1}\right)\:−\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{2}}\int\frac{\mathrm{ln}\:\left({t}+\mathrm{1}\right)}{{t}}{dt}= \\ $$$$=\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{2}}\mathrm{ln}\:{t}\:\mathrm{ln}\:\left({t}+\mathrm{1}\right)\:+\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{2}}\mathrm{Li}_{\mathrm{2}} \:\left(−{t}\right) \\ $$$$ \\ $$$$−\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{4}}\int\frac{\mathrm{ln}\:{t}}{{t}}{dt}= \\ $$$$\:\:\:\:\:\left[\mathrm{by}\:\mathrm{parts}\right] \\ $$$$=\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{8}}\left(\mathrm{ln}\:{t}\right)^{\mathrm{2}} \\ $$$$ \\ $$$$\Rightarrow \\ $$$$\int{x}\mathrm{tan}\:{x}\:{dx}=\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{2}}\mathrm{ln}\:{t}\:\mathrm{ln}\:\left({t}+\mathrm{1}\right)\:+\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{2}}\mathrm{Li}_{\mathrm{2}} \:\left(−{t}\right)\:+\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{8}}\left(\mathrm{ln}\:{t}\right)^{\mathrm{2}} = \\ $$$$=\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{2}}\mathrm{ln}\:\mathrm{e}^{\mathrm{2i}{x}} \:\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{e}^{\mathrm{2i}{x}} +\mathrm{1}\right)\:+\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{2}}\mathrm{Li}_{\mathrm{2}} \:\left(−\mathrm{e}^{\mathrm{2i}{x}} \right)\:+\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{8}}\left(\mathrm{ln}\:\mathrm{e}^{\mathrm{2i}{x}} \right)^{\mathrm{2}} = \\ $$$$=−\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{2}}{x}^{\mathrm{2}} −{x}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{e}^{\mathrm{2i}{x}} +\mathrm{1}\right)\:+\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{2}}\mathrm{L}{i}_{\mathrm{2}} \:\left(−\mathrm{e}^{\mathrm{2i}{x}} \right) \\ $$$$\Rightarrow \\ $$$$\int\mathrm{ln}\:\mathrm{cos}\:{x}\:{dx}= \\ $$$$={x}\mathrm{ln}\:\mathrm{cos}\:{x}\:−\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{2}}{x}^{\mathrm{2}} −{x}\mathrm{ln}\:\left(\mathrm{e}^{\mathrm{2i}{x}} +\mathrm{1}\right)\:+\frac{\mathrm{i}}{\mathrm{2}}\mathrm{L}{i}_{\mathrm{2}} \:\left(−\mathrm{e}^{\mathrm{2i}{x}} \right)\:+{C} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{hopefully}\:\mathrm{I}\:\mathrm{made}\:\mathrm{no}\:\mathrm{errors},\:\mathrm{please}\:\mathrm{check}! \\ $$ | ||
Commented by Tawa11 last updated on 06/Sep/21 | ||
$$\mathrm{great}\:\mathrm{sir} \\ $$ | ||