Calcular la integral trigonométrica $\int\frac{1}{\cos\left(x-a\right)\cos\left(x-b\right)}dx$

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Respuesta final al problema

$\frac{\arctan\left(\frac{\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}{\sqrt{1+2\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}}\right)\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)-\arctan\left(\frac{\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}{\sqrt{1+2\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}}\right)-\sqrt{1+2\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}}{\sqrt{1+2\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}\left(\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)-1\right)}+C_0$
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Podemos resolver la integral $\int\frac{1}{\cos\left(x-a\right)\cos\left(x-b\right)}dx$ aplicando el método de integración por sustitución o cambio de variable. Primero, debemos identificar una sección dentro de la integral con una nueva variable (llamémosla $u$), que al ser sustituida, haga la expresión dentro de la integral más sencilla. Podemos ver que $x-a$ es un buen candidato para ser sustituido. A continuación, definamos la variable $u$ y asignémosle el candidato

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$u=x-a$

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Respuesta final al problema

$\frac{\arctan\left(\frac{\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}{\sqrt{1+2\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}}\right)\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)-\arctan\left(\frac{\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}{\sqrt{1+2\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}}\right)-\sqrt{1+2\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}}{\sqrt{1+2\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}\left(\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)-1\right)}+C_0$

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Gráfico de: $\frac{\arctan\left(\frac{\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}{\sqrt{1+2\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}}\right)\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)-\arctan\left(\frac{\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}{\sqrt{1+2\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}}\right)-\sqrt{1+2\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}}{\sqrt{1+2\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)}\left(\tan\left(\frac{x-a}{2}\right)-1\right)}+C_0$

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Tema Principal: Integración por Sustitución de Weierstrass

En cálculo integral, la sustitución de Weierstrass o sustitución de medio ángulo tangente (también conocida como sustitución universal) es un método para la resolución de integrales, que convierte una expresión racional de funciones trigonométricas en una función racional algebraica, que puede ser más fácil de integrar. La sustitución de Weierstrass es muy útil para integrales que implican una expresión racional simple con seno y/o coseno en el denominador.

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