Integrale di 1/cos^2(x)
Quanto vale l'integrale di 1/cos^2(x), ossia l'integrale di 1 fratto il coseno al quadrato di x? Il mio libro di testo lo riporta tra gli integrali notevoli e dice che è uguale alla tangente di x, ma non ho capito il perché.
Potreste spiegarmi come si calcola l'integrale indefinito di 1 fratto cos^2(x) mostrando e commentando tutti i passaggi?
L'integrale di 1/cos^2(x) è un integrale fondamentale ed è uguale alla tangente di x più una costante arbitraria.
Vediamo come si calcola. In generale calcolare l'integrale indefinito di una funzione
vuol dire trovare tutte e sole le primitive della funzione integranda .
All'atto pratico si deve cercare una funzione tale che la sua derivata prima sia uguale a
, e sommarvi una costante arbitraria
che individua la famiglia di tutte le possibili primitive di
(possibili perché la derivata di una costante è uguale a zero):
Nel nostro caso la funzione integranda è
dunque l'integrale indefinito di 1 fratto il coseno al quadrato di x è dato da
Uno dei prerequisiti per il calcolo integrale è conoscere le derivate fondamentali, ossia le derivate delle funzioni elementari. Anche se la funzione tangente non è considerata una funzione elementare, dovremmo sapere che la derivata della tangente è uguale a . Verifichiamolo:
Scriviamo la tangente come rapporto tra seno e coseno
e usiamo la regola di derivazione di un rapporto
la derivata del seno di x è uguale a cos(x), mentre la derivata del coseno di x è uguale a -sin(x)
per l'identità fondamentale della Trigonometria il numeratore è uguale a 1
e in definitiva:
Abbiamo così trovato una funzione la cui derivata prima è
dunque
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Non abbiamo altro da aggiungere, se non consigliarti:
- di fare un ripasso sugli integrali fondamentali;
- di usare il tool sugli integrali indefiniti online per verificare il risultato di qualsiasi integrale.