Podemos resolver a integral $\int\frac{1}{4\sec\left(x\right)-1}dx$ aplicando o método de substituição de Weierstrass (também conhecido como substituição universal ou substituição tangente de meio ângulo) que converte uma integral de funções trigonométricas em uma função racional de $t$ usando substituição
Portanto
Substituindo na integral original, obtemos
Simplificando
Aplicamos a regra: $\int\frac{ab}{c}dx$$=a\int\frac{b}{c}dx$, onde $a=2$, $b=1-t^{2}$ e $c=\left(4\left(1+t^{2}\right)-\left(1-t^{2}\right)\right)\left(1+t^{2}\right)$
Aplicamos a regra: $x\left(a+b\right)$$=xa+xb$, onde $a=1$, $b=t^{2}$, $x=4$ e $a+b=1+t^{2}$
Aplicamos a regra: $x\left(a+b\right)$$=xa+xb$, onde $a=1$, $b=-t^{2}$, $x=-1$ e $a+b=1-t^{2}$
Simplificamos a expressão
Use o método de decomposição de frações parciais para decompor a fração $\frac{1-t^{2}}{\left(3+5t^{2}\right)\left(1+t^{2}\right)}$ em $2$ frações mais simples
Expanda a integral $\int\left(\frac{4}{3+5t^{2}}+\frac{-1}{1+t^{2}}\right)dt$ em $2$ integrais usando a regra da integral de uma soma de funções e, em seguida, resolva cada integral separadamente
A integral $2\int\frac{4}{3+5t^{2}}dt$ resulta em: $\frac{8\sqrt{\frac{3}{5}}\arctan\left(\sqrt{\frac{5}{3}}t\right)}{3}$
A integral $2\int\frac{-1}{1+t^{2}}dt$ resulta em: $-2\arctan\left(t\right)$
Depois de juntar os resultados de todas as integrais individuais, obtemos
Substitua $t$ pelo valor que foi originalmente atribuído na substituição: $\tan\left(\frac{x}{2}\right)$
Simplificamos a expressão
Como a integral que estamos resolvendo é uma integral indefinida, quando terminarmos de integrar devemos somar a constante de integração $C$
Como devo resolver esse problema?
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