3.132 \(\int \frac {\cos ^3(c+d x)}{(a \cos (c+d x)+b \sin (c+d x))^3} \, dx\)

Optimal. Leaf size=122 \[ -\frac {2 a b}{d \left (a^2+b^2\right )^2 (a+b \tan (c+d x))}-\frac {b}{2 d \left (a^2+b^2\right ) (a+b \tan (c+d x))^2}+\frac {b \left (3 a^2-b^2\right ) \log (a \cos (c+d x)+b \sin (c+d x))}{d \left (a^2+b^2\right )^3}+\frac {a x \left (a^2-3 b^2\right )}{\left (a^2+b^2\right )^3} \]

[Out]

a*(a^2-3*b^2)*x/(a^2+b^2)^3+b*(3*a^2-b^2)*ln(a*cos(d*x+c)+b*sin(d*x+c))/(a^2+b^2)^3/d-1/2*b/(a^2+b^2)/d/(a+b*t
an(d*x+c))^2-2*a*b/(a^2+b^2)^2/d/(a+b*tan(d*x+c))

________________________________________________________________________________________

Rubi [A]  time = 0.21, antiderivative size = 122, normalized size of antiderivative = 1.00, number of steps used = 5, number of rules used = 5, integrand size = 28, \(\frac {\text {number of rules}}{\text {integrand size}}\) = 0.179, Rules used = {3086, 3483, 3529, 3531, 3530} \[ -\frac {2 a b}{d \left (a^2+b^2\right )^2 (a+b \tan (c+d x))}-\frac {b}{2 d \left (a^2+b^2\right ) (a+b \tan (c+d x))^2}+\frac {b \left (3 a^2-b^2\right ) \log (a \cos (c+d x)+b \sin (c+d x))}{d \left (a^2+b^2\right )^3}+\frac {a x \left (a^2-3 b^2\right )}{\left (a^2+b^2\right )^3} \]

Antiderivative was successfully verified.

[In]

Int[Cos[c + d*x]^3/(a*Cos[c + d*x] + b*Sin[c + d*x])^3,x]

[Out]

(a*(a^2 - 3*b^2)*x)/(a^2 + b^2)^3 + (b*(3*a^2 - b^2)*Log[a*Cos[c + d*x] + b*Sin[c + d*x]])/((a^2 + b^2)^3*d) -
 b/(2*(a^2 + b^2)*d*(a + b*Tan[c + d*x])^2) - (2*a*b)/((a^2 + b^2)^2*d*(a + b*Tan[c + d*x]))

Rule 3086

Int[cos[(c_.) + (d_.)*(x_)]^(m_)*(cos[(c_.) + (d_.)*(x_)]*(a_.) + (b_.)*sin[(c_.) + (d_.)*(x_)])^(n_.), x_Symb
ol] :> Int[(a + b*Tan[c + d*x])^n, x] /; FreeQ[{a, b, c, d}, x] && EqQ[m + n, 0] && IntegerQ[n] && NeQ[a^2 + b
^2, 0]

Rule 3483

Int[((a_) + (b_.)*tan[(c_.) + (d_.)*(x_)])^(n_), x_Symbol] :> Simp[(b*(a + b*Tan[c + d*x])^(n + 1))/(d*(n + 1)
*(a^2 + b^2)), x] + Dist[1/(a^2 + b^2), Int[(a - b*Tan[c + d*x])*(a + b*Tan[c + d*x])^(n + 1), x], x] /; FreeQ
[{a, b, c, d}, x] && NeQ[a^2 + b^2, 0] && LtQ[n, -1]

Rule 3529

Int[((a_.) + (b_.)*tan[(e_.) + (f_.)*(x_)])^(m_)*((c_.) + (d_.)*tan[(e_.) + (f_.)*(x_)]), x_Symbol] :> Simp[((
b*c - a*d)*(a + b*Tan[e + f*x])^(m + 1))/(f*(m + 1)*(a^2 + b^2)), x] + Dist[1/(a^2 + b^2), Int[(a + b*Tan[e +
f*x])^(m + 1)*Simp[a*c + b*d - (b*c - a*d)*Tan[e + f*x], x], x], x] /; FreeQ[{a, b, c, d, e, f}, x] && NeQ[b*c
 - a*d, 0] && NeQ[a^2 + b^2, 0] && LtQ[m, -1]

Rule 3530

Int[((c_) + (d_.)*tan[(e_.) + (f_.)*(x_)])/((a_) + (b_.)*tan[(e_.) + (f_.)*(x_)]), x_Symbol] :> Simp[(c*Log[Re
moveContent[a*Cos[e + f*x] + b*Sin[e + f*x], x]])/(b*f), x] /; FreeQ[{a, b, c, d, e, f}, x] && NeQ[b*c - a*d,
0] && NeQ[a^2 + b^2, 0] && EqQ[a*c + b*d, 0]

Rule 3531

Int[((c_.) + (d_.)*tan[(e_.) + (f_.)*(x_)])/((a_.) + (b_.)*tan[(e_.) + (f_.)*(x_)]), x_Symbol] :> Simp[((a*c +
 b*d)*x)/(a^2 + b^2), x] + Dist[(b*c - a*d)/(a^2 + b^2), Int[(b - a*Tan[e + f*x])/(a + b*Tan[e + f*x]), x], x]
 /; FreeQ[{a, b, c, d, e, f}, x] && NeQ[b*c - a*d, 0] && NeQ[a^2 + b^2, 0] && NeQ[a*c + b*d, 0]

Rubi steps

\begin {align*} \int \frac {\cos ^3(c+d x)}{(a \cos (c+d x)+b \sin (c+d x))^3} \, dx &=\int \frac {1}{(a+b \tan (c+d x))^3} \, dx\\ &=-\frac {b}{2 \left (a^2+b^2\right ) d (a+b \tan (c+d x))^2}+\frac {\int \frac {a-b \tan (c+d x)}{(a+b \tan (c+d x))^2} \, dx}{a^2+b^2}\\ &=-\frac {b}{2 \left (a^2+b^2\right ) d (a+b \tan (c+d x))^2}-\frac {2 a b}{\left (a^2+b^2\right )^2 d (a+b \tan (c+d x))}+\frac {\int \frac {a^2-b^2-2 a b \tan (c+d x)}{a+b \tan (c+d x)} \, dx}{\left (a^2+b^2\right )^2}\\ &=\frac {a \left (a^2-3 b^2\right ) x}{\left (a^2+b^2\right )^3}-\frac {b}{2 \left (a^2+b^2\right ) d (a+b \tan (c+d x))^2}-\frac {2 a b}{\left (a^2+b^2\right )^2 d (a+b \tan (c+d x))}+\frac {\left (b \left (3 a^2-b^2\right )\right ) \int \frac {b-a \tan (c+d x)}{a+b \tan (c+d x)} \, dx}{\left (a^2+b^2\right )^3}\\ &=\frac {a \left (a^2-3 b^2\right ) x}{\left (a^2+b^2\right )^3}+\frac {b \left (3 a^2-b^2\right ) \log (a \cos (c+d x)+b \sin (c+d x))}{\left (a^2+b^2\right )^3 d}-\frac {b}{2 \left (a^2+b^2\right ) d (a+b \tan (c+d x))^2}-\frac {2 a b}{\left (a^2+b^2\right )^2 d (a+b \tan (c+d x))}\\ \end {align*}

________________________________________________________________________________________

Mathematica [C]  time = 1.26, size = 154, normalized size = 1.26 \[ \frac {\frac {2 a \left (a^2-3 b^2\right ) (c+d x)}{\left (a^2+b^2\right )^3}+\frac {6 b^2 \sin (c+d x)}{\left (a^2+b^2\right )^2 (a \cos (c+d x)+b \sin (c+d x))}-\frac {2 b \left (b^2-3 a^2\right ) \log (a \cos (c+d x)+b \sin (c+d x))}{\left (a^2+b^2\right )^3}-\frac {b^3}{(a-i b)^2 (a+i b)^2 (a \cos (c+d x)+b \sin (c+d x))^2}}{2 d} \]

Antiderivative was successfully verified.

[In]

Integrate[Cos[c + d*x]^3/(a*Cos[c + d*x] + b*Sin[c + d*x])^3,x]

[Out]

((2*a*(a^2 - 3*b^2)*(c + d*x))/(a^2 + b^2)^3 - (2*b*(-3*a^2 + b^2)*Log[a*Cos[c + d*x] + b*Sin[c + d*x]])/(a^2
+ b^2)^3 - b^3/((a - I*b)^2*(a + I*b)^2*(a*Cos[c + d*x] + b*Sin[c + d*x])^2) + (6*b^2*Sin[c + d*x])/((a^2 + b^
2)^2*(a*Cos[c + d*x] + b*Sin[c + d*x])))/(2*d)

________________________________________________________________________________________

fricas [B]  time = 0.57, size = 341, normalized size = 2.80 \[ \frac {5 \, a^{2} b^{3} - b^{5} + 2 \, {\left (a^{3} b^{2} - 3 \, a b^{4}\right )} d x - 2 \, {\left (6 \, a^{2} b^{3} - {\left (a^{5} - 4 \, a^{3} b^{2} + 3 \, a b^{4}\right )} d x\right )} \cos \left (d x + c\right )^{2} + 2 \, {\left (3 \, a^{3} b^{2} - 3 \, a b^{4} + 2 \, {\left (a^{4} b - 3 \, a^{2} b^{3}\right )} d x\right )} \cos \left (d x + c\right ) \sin \left (d x + c\right ) + {\left (3 \, a^{2} b^{3} - b^{5} + {\left (3 \, a^{4} b - 4 \, a^{2} b^{3} + b^{5}\right )} \cos \left (d x + c\right )^{2} + 2 \, {\left (3 \, a^{3} b^{2} - a b^{4}\right )} \cos \left (d x + c\right ) \sin \left (d x + c\right )\right )} \log \left (2 \, a b \cos \left (d x + c\right ) \sin \left (d x + c\right ) + {\left (a^{2} - b^{2}\right )} \cos \left (d x + c\right )^{2} + b^{2}\right )}{2 \, {\left ({\left (a^{8} + 2 \, a^{6} b^{2} - 2 \, a^{2} b^{6} - b^{8}\right )} d \cos \left (d x + c\right )^{2} + 2 \, {\left (a^{7} b + 3 \, a^{5} b^{3} + 3 \, a^{3} b^{5} + a b^{7}\right )} d \cos \left (d x + c\right ) \sin \left (d x + c\right ) + {\left (a^{6} b^{2} + 3 \, a^{4} b^{4} + 3 \, a^{2} b^{6} + b^{8}\right )} d\right )}} \]

Verification of antiderivative is not currently implemented for this CAS.

[In]

integrate(cos(d*x+c)^3/(a*cos(d*x+c)+b*sin(d*x+c))^3,x, algorithm="fricas")

[Out]

1/2*(5*a^2*b^3 - b^5 + 2*(a^3*b^2 - 3*a*b^4)*d*x - 2*(6*a^2*b^3 - (a^5 - 4*a^3*b^2 + 3*a*b^4)*d*x)*cos(d*x + c
)^2 + 2*(3*a^3*b^2 - 3*a*b^4 + 2*(a^4*b - 3*a^2*b^3)*d*x)*cos(d*x + c)*sin(d*x + c) + (3*a^2*b^3 - b^5 + (3*a^
4*b - 4*a^2*b^3 + b^5)*cos(d*x + c)^2 + 2*(3*a^3*b^2 - a*b^4)*cos(d*x + c)*sin(d*x + c))*log(2*a*b*cos(d*x + c
)*sin(d*x + c) + (a^2 - b^2)*cos(d*x + c)^2 + b^2))/((a^8 + 2*a^6*b^2 - 2*a^2*b^6 - b^8)*d*cos(d*x + c)^2 + 2*
(a^7*b + 3*a^5*b^3 + 3*a^3*b^5 + a*b^7)*d*cos(d*x + c)*sin(d*x + c) + (a^6*b^2 + 3*a^4*b^4 + 3*a^2*b^6 + b^8)*
d)

________________________________________________________________________________________

giac [B]  time = 0.39, size = 265, normalized size = 2.17 \[ \frac {\frac {2 \, {\left (a^{3} - 3 \, a b^{2}\right )} {\left (d x + c\right )}}{a^{6} + 3 \, a^{4} b^{2} + 3 \, a^{2} b^{4} + b^{6}} - \frac {{\left (3 \, a^{2} b - b^{3}\right )} \log \left (\tan \left (d x + c\right )^{2} + 1\right )}{a^{6} + 3 \, a^{4} b^{2} + 3 \, a^{2} b^{4} + b^{6}} + \frac {2 \, {\left (3 \, a^{2} b^{2} - b^{4}\right )} \log \left ({\left | b \tan \left (d x + c\right ) + a \right |}\right )}{a^{6} b + 3 \, a^{4} b^{3} + 3 \, a^{2} b^{5} + b^{7}} - \frac {9 \, a^{2} b^{3} \tan \left (d x + c\right )^{2} - 3 \, b^{5} \tan \left (d x + c\right )^{2} + 22 \, a^{3} b^{2} \tan \left (d x + c\right ) - 2 \, a b^{4} \tan \left (d x + c\right ) + 14 \, a^{4} b + 3 \, a^{2} b^{3} + b^{5}}{{\left (a^{6} + 3 \, a^{4} b^{2} + 3 \, a^{2} b^{4} + b^{6}\right )} {\left (b \tan \left (d x + c\right ) + a\right )}^{2}}}{2 \, d} \]

Verification of antiderivative is not currently implemented for this CAS.

[In]

integrate(cos(d*x+c)^3/(a*cos(d*x+c)+b*sin(d*x+c))^3,x, algorithm="giac")

[Out]

1/2*(2*(a^3 - 3*a*b^2)*(d*x + c)/(a^6 + 3*a^4*b^2 + 3*a^2*b^4 + b^6) - (3*a^2*b - b^3)*log(tan(d*x + c)^2 + 1)
/(a^6 + 3*a^4*b^2 + 3*a^2*b^4 + b^6) + 2*(3*a^2*b^2 - b^4)*log(abs(b*tan(d*x + c) + a))/(a^6*b + 3*a^4*b^3 + 3
*a^2*b^5 + b^7) - (9*a^2*b^3*tan(d*x + c)^2 - 3*b^5*tan(d*x + c)^2 + 22*a^3*b^2*tan(d*x + c) - 2*a*b^4*tan(d*x
 + c) + 14*a^4*b + 3*a^2*b^3 + b^5)/((a^6 + 3*a^4*b^2 + 3*a^2*b^4 + b^6)*(b*tan(d*x + c) + a)^2))/d

________________________________________________________________________________________

maple [A]  time = 0.25, size = 219, normalized size = 1.80 \[ -\frac {b}{2 \left (a^{2}+b^{2}\right ) d \left (a +b \tan \left (d x +c \right )\right )^{2}}+\frac {3 b \ln \left (a +b \tan \left (d x +c \right )\right ) a^{2}}{d \left (a^{2}+b^{2}\right )^{3}}-\frac {b^{3} \ln \left (a +b \tan \left (d x +c \right )\right )}{d \left (a^{2}+b^{2}\right )^{3}}-\frac {2 a b}{\left (a^{2}+b^{2}\right )^{2} d \left (a +b \tan \left (d x +c \right )\right )}-\frac {3 \ln \left (\tan ^{2}\left (d x +c \right )+1\right ) a^{2} b}{2 d \left (a^{2}+b^{2}\right )^{3}}+\frac {\ln \left (\tan ^{2}\left (d x +c \right )+1\right ) b^{3}}{2 d \left (a^{2}+b^{2}\right )^{3}}+\frac {\arctan \left (\tan \left (d x +c \right )\right ) a^{3}}{d \left (a^{2}+b^{2}\right )^{3}}-\frac {3 \arctan \left (\tan \left (d x +c \right )\right ) a \,b^{2}}{d \left (a^{2}+b^{2}\right )^{3}} \]

Verification of antiderivative is not currently implemented for this CAS.

[In]

int(cos(d*x+c)^3/(a*cos(d*x+c)+b*sin(d*x+c))^3,x)

[Out]

-1/2*b/(a^2+b^2)/d/(a+b*tan(d*x+c))^2+3/d*b/(a^2+b^2)^3*ln(a+b*tan(d*x+c))*a^2-1/d*b^3/(a^2+b^2)^3*ln(a+b*tan(
d*x+c))-2*a*b/(a^2+b^2)^2/d/(a+b*tan(d*x+c))-3/2/d/(a^2+b^2)^3*ln(tan(d*x+c)^2+1)*a^2*b+1/2/d/(a^2+b^2)^3*ln(t
an(d*x+c)^2+1)*b^3+1/d/(a^2+b^2)^3*arctan(tan(d*x+c))*a^3-3/d/(a^2+b^2)^3*arctan(tan(d*x+c))*a*b^2

________________________________________________________________________________________

maxima [B]  time = 0.46, size = 481, normalized size = 3.94 \[ \frac {\frac {2 \, {\left (a^{3} - 3 \, a b^{2}\right )} \arctan \left (\frac {\sin \left (d x + c\right )}{\cos \left (d x + c\right ) + 1}\right )}{a^{6} + 3 \, a^{4} b^{2} + 3 \, a^{2} b^{4} + b^{6}} + \frac {{\left (3 \, a^{2} b - b^{3}\right )} \log \left (-a - \frac {2 \, b \sin \left (d x + c\right )}{\cos \left (d x + c\right ) + 1} + \frac {a \sin \left (d x + c\right )^{2}}{{\left (\cos \left (d x + c\right ) + 1\right )}^{2}}\right )}{a^{6} + 3 \, a^{4} b^{2} + 3 \, a^{2} b^{4} + b^{6}} - \frac {{\left (3 \, a^{2} b - b^{3}\right )} \log \left (\frac {\sin \left (d x + c\right )^{2}}{{\left (\cos \left (d x + c\right ) + 1\right )}^{2}} + 1\right )}{a^{6} + 3 \, a^{4} b^{2} + 3 \, a^{2} b^{4} + b^{6}} + \frac {2 \, {\left (\frac {{\left (3 \, a^{3} b^{2} + a b^{4}\right )} \sin \left (d x + c\right )}{\cos \left (d x + c\right ) + 1} + \frac {{\left (5 \, a^{2} b^{3} + b^{5}\right )} \sin \left (d x + c\right )^{2}}{{\left (\cos \left (d x + c\right ) + 1\right )}^{2}} - \frac {{\left (3 \, a^{3} b^{2} + a b^{4}\right )} \sin \left (d x + c\right )^{3}}{{\left (\cos \left (d x + c\right ) + 1\right )}^{3}}\right )}}{a^{8} + 2 \, a^{6} b^{2} + a^{4} b^{4} + \frac {4 \, {\left (a^{7} b + 2 \, a^{5} b^{3} + a^{3} b^{5}\right )} \sin \left (d x + c\right )}{\cos \left (d x + c\right ) + 1} - \frac {2 \, {\left (a^{8} - 3 \, a^{4} b^{4} - 2 \, a^{2} b^{6}\right )} \sin \left (d x + c\right )^{2}}{{\left (\cos \left (d x + c\right ) + 1\right )}^{2}} - \frac {4 \, {\left (a^{7} b + 2 \, a^{5} b^{3} + a^{3} b^{5}\right )} \sin \left (d x + c\right )^{3}}{{\left (\cos \left (d x + c\right ) + 1\right )}^{3}} + \frac {{\left (a^{8} + 2 \, a^{6} b^{2} + a^{4} b^{4}\right )} \sin \left (d x + c\right )^{4}}{{\left (\cos \left (d x + c\right ) + 1\right )}^{4}}}}{d} \]

Verification of antiderivative is not currently implemented for this CAS.

[In]

integrate(cos(d*x+c)^3/(a*cos(d*x+c)+b*sin(d*x+c))^3,x, algorithm="maxima")

[Out]

(2*(a^3 - 3*a*b^2)*arctan(sin(d*x + c)/(cos(d*x + c) + 1))/(a^6 + 3*a^4*b^2 + 3*a^2*b^4 + b^6) + (3*a^2*b - b^
3)*log(-a - 2*b*sin(d*x + c)/(cos(d*x + c) + 1) + a*sin(d*x + c)^2/(cos(d*x + c) + 1)^2)/(a^6 + 3*a^4*b^2 + 3*
a^2*b^4 + b^6) - (3*a^2*b - b^3)*log(sin(d*x + c)^2/(cos(d*x + c) + 1)^2 + 1)/(a^6 + 3*a^4*b^2 + 3*a^2*b^4 + b
^6) + 2*((3*a^3*b^2 + a*b^4)*sin(d*x + c)/(cos(d*x + c) + 1) + (5*a^2*b^3 + b^5)*sin(d*x + c)^2/(cos(d*x + c)
+ 1)^2 - (3*a^3*b^2 + a*b^4)*sin(d*x + c)^3/(cos(d*x + c) + 1)^3)/(a^8 + 2*a^6*b^2 + a^4*b^4 + 4*(a^7*b + 2*a^
5*b^3 + a^3*b^5)*sin(d*x + c)/(cos(d*x + c) + 1) - 2*(a^8 - 3*a^4*b^4 - 2*a^2*b^6)*sin(d*x + c)^2/(cos(d*x + c
) + 1)^2 - 4*(a^7*b + 2*a^5*b^3 + a^3*b^5)*sin(d*x + c)^3/(cos(d*x + c) + 1)^3 + (a^8 + 2*a^6*b^2 + a^4*b^4)*s
in(d*x + c)^4/(cos(d*x + c) + 1)^4))/d

________________________________________________________________________________________

mupad [B]  time = 8.54, size = 6190, normalized size = 50.74 \[ \text {result too large to display} \]

Verification of antiderivative is not currently implemented for this CAS.

[In]

int(cos(c + d*x)^3/(a*cos(c + d*x) + b*sin(c + d*x))^3,x)

[Out]

((2*tan(c/2 + (d*x)/2)^2*(b^5 + 5*a^2*b^3))/(a^2*(a^4 + b^4 + 2*a^2*b^2)) + (2*b*tan(c/2 + (d*x)/2)*(3*a^2*b +
 b^3))/(a*(a^4 + b^4 + 2*a^2*b^2)) - (2*b*tan(c/2 + (d*x)/2)^3*(3*a^2*b + b^3))/(a*(a^4 + b^4 + 2*a^2*b^2)))/(
d*(a^2*tan(c/2 + (d*x)/2)^4 - tan(c/2 + (d*x)/2)^2*(2*a^2 - 4*b^2) + a^2 - 4*a*b*tan(c/2 + (d*x)/2)^3 + 4*a*b*
tan(c/2 + (d*x)/2))) - (log((((-(a^2*(a^2 - 3*b^2)^2)/(a^2 + b^2)^6)^(1/2) + (3*a^2*b - b^3)/(a^2 + b^2)^3)*((
(-(a^2*(a^2 - 3*b^2)^2)/(a^2 + b^2)^6)^(1/2) + (3*a^2*b - b^3)/(a^2 + b^2)^3)*((32*a*b*tan(c/2 + (d*x)/2)*(b^4
 - 8*a^4 + 5*a^2*b^2))/(a^2 + b^2)^2 - (32*a^2*(a^4 + 4*b^4 - 7*a^2*b^2))/(a^2 + b^2)^2 + 96*a*b*(a + b*tan(c/
2 + (d*x)/2))*((-(a^2*(a^2 - 3*b^2)^2)/(a^2 + b^2)^6)^(1/2) + (3*a^2*b - b^3)/(a^2 + b^2)^3)*(a^2 + b^2)) - (3
2*a^2*b*(5*a^2 - 3*b^2))/(a^2 + b^2)^3 + (32*a*tan(c/2 + (d*x)/2)*(a^6 - 3*b^6 + 27*a^2*b^4 - 17*a^4*b^2))/(a^
2 + b^2)^4) - (64*a^2*b^2*(3*a^4 + b^4 - 4*a^2*b^2))/(a^2 + b^2)^6 + (32*a*b*tan(c/2 + (d*x)/2)*(3*a^6 - b^6 -
 3*a^2*b^4 + 17*a^4*b^2))/(a^2 + b^2)^6)*(((-(a^2*(a^2 - 3*b^2)^2)/(a^2 + b^2)^6)^(1/2) - (3*a^2*b - b^3)/(a^2
 + b^2)^3)*(((-(a^2*(a^2 - 3*b^2)^2)/(a^2 + b^2)^6)^(1/2) - (3*a^2*b - b^3)/(a^2 + b^2)^3)*((32*a^2*(a^4 + 4*b
^4 - 7*a^2*b^2))/(a^2 + b^2)^2 - (32*a*b*tan(c/2 + (d*x)/2)*(b^4 - 8*a^4 + 5*a^2*b^2))/(a^2 + b^2)^2 + 96*a*b*
(a + b*tan(c/2 + (d*x)/2))*((-(a^2*(a^2 - 3*b^2)^2)/(a^2 + b^2)^6)^(1/2) - (3*a^2*b - b^3)/(a^2 + b^2)^3)*(a^2
 + b^2)) - (32*a^2*b*(5*a^2 - 3*b^2))/(a^2 + b^2)^3 + (32*a*tan(c/2 + (d*x)/2)*(a^6 - 3*b^6 + 27*a^2*b^4 - 17*
a^4*b^2))/(a^2 + b^2)^4) + (64*a^2*b^2*(3*a^4 + b^4 - 4*a^2*b^2))/(a^2 + b^2)^6 - (32*a*b*tan(c/2 + (d*x)/2)*(
3*a^6 - b^6 - 3*a^2*b^4 + 17*a^4*b^2))/(a^2 + b^2)^6))*(6*a^2*b - 2*b^3))/(2*d*(a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*
b^2)) + (log(a + 2*b*tan(c/2 + (d*x)/2) - a*tan(c/2 + (d*x)/2)^2)*(3*a^2*b - b^3))/(d*(a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 +
 3*a^4*b^2)) - (2*a*atan((tan(c/2 + (d*x)/2)*((((a*(a^2 - 3*b^2)*((32*(3*a*b^10 - a^11 - 21*a^3*b^8 - 34*a^5*b
^6 + 6*a^7*b^4 + 15*a^9*b^2))/(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2) -
 ((6*a^2*b - 2*b^3)*((32*(a*b^13 - 8*a^13*b + 9*a^3*b^11 + 18*a^5*b^9 + 2*a^7*b^7 - 27*a^9*b^5 - 27*a^11*b^3))
/(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2) + (16*(6*a^2*b - 2*b^3)*(3*a*b
^16 + 21*a^3*b^14 + 63*a^5*b^12 + 105*a^7*b^10 + 105*a^9*b^8 + 63*a^11*b^6 + 21*a^13*b^4 + 3*a^15*b^2))/((a^6
+ b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)*(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2))
))/(2*(a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2))))/(a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2) - ((6*a^2*b - 2*b^3)*((a*(a^2
 - 3*b^2)*((32*(a*b^13 - 8*a^13*b + 9*a^3*b^11 + 18*a^5*b^9 + 2*a^7*b^7 - 27*a^9*b^5 - 27*a^11*b^3))/(a^12 + b
^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2) + (16*(6*a^2*b - 2*b^3)*(3*a*b^16 + 21*a
^3*b^14 + 63*a^5*b^12 + 105*a^7*b^10 + 105*a^9*b^8 + 63*a^11*b^6 + 21*a^13*b^4 + 3*a^15*b^2))/((a^6 + b^6 + 3*
a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)*(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2))))/(a^6 +
b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2) + (16*a*(6*a^2*b - 2*b^3)*(a^2 - 3*b^2)*(3*a*b^16 + 21*a^3*b^14 + 63*a^5*b^12 + 1
05*a^7*b^10 + 105*a^9*b^8 + 63*a^11*b^6 + 21*a^13*b^4 + 3*a^15*b^2))/((a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)^2*(a
^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2))))/(2*(a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*
a^4*b^2)) + (32*a^3*(a^2 - 3*b^2)^3*(3*a*b^16 + 21*a^3*b^14 + 63*a^5*b^12 + 105*a^7*b^10 + 105*a^9*b^8 + 63*a^
11*b^6 + 21*a^13*b^4 + 3*a^15*b^2))/((a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)^3*(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*
b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2)))*(a^8 + 4*b^8 - 61*a^2*b^6 + 155*a^4*b^4 - 67*a^6*b^2))/(a^8 + 4*
b^8 - 11*a^2*b^6 + 15*a^4*b^4 + 31*a^6*b^2)^2 + (2*a*b*(7*a^6 - 10*b^6 + 59*a^2*b^4 - 68*a^4*b^2)*((32*(a*b^7
- 3*a^7*b + 3*a^3*b^5 - 17*a^5*b^3))/(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10
*b^2) + ((6*a^2*b - 2*b^3)*((32*(3*a*b^10 - a^11 - 21*a^3*b^8 - 34*a^5*b^6 + 6*a^7*b^4 + 15*a^9*b^2))/(a^12 +
b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2) - ((6*a^2*b - 2*b^3)*((32*(a*b^13 - 8*a
^13*b + 9*a^3*b^11 + 18*a^5*b^9 + 2*a^7*b^7 - 27*a^9*b^5 - 27*a^11*b^3))/(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^
8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2) + (16*(6*a^2*b - 2*b^3)*(3*a*b^16 + 21*a^3*b^14 + 63*a^5*b^12 + 105*
a^7*b^10 + 105*a^9*b^8 + 63*a^11*b^6 + 21*a^13*b^4 + 3*a^15*b^2))/((a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)*(a^12 +
 b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2))))/(2*(a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b
^2))))/(2*(a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)) + (a*(a^2 - 3*b^2)*((a*(a^2 - 3*b^2)*((32*(a*b^13 - 8*a^13*b +
9*a^3*b^11 + 18*a^5*b^9 + 2*a^7*b^7 - 27*a^9*b^5 - 27*a^11*b^3))/(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a
^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2) + (16*(6*a^2*b - 2*b^3)*(3*a*b^16 + 21*a^3*b^14 + 63*a^5*b^12 + 105*a^7*b^10
 + 105*a^9*b^8 + 63*a^11*b^6 + 21*a^13*b^4 + 3*a^15*b^2))/((a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)*(a^12 + b^12 +
6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2))))/(a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2) + (16*a
*(6*a^2*b - 2*b^3)*(a^2 - 3*b^2)*(3*a*b^16 + 21*a^3*b^14 + 63*a^5*b^12 + 105*a^7*b^10 + 105*a^9*b^8 + 63*a^11*
b^6 + 21*a^13*b^4 + 3*a^15*b^2))/((a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)^2*(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8
 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2))))/(a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2) + (16*a^2*(6*a^2*b - 2*b^3)*(a
^2 - 3*b^2)^2*(3*a*b^16 + 21*a^3*b^14 + 63*a^5*b^12 + 105*a^7*b^10 + 105*a^9*b^8 + 63*a^11*b^6 + 21*a^13*b^4 +
 3*a^15*b^2))/((a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)^3*(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*
a^8*b^4 + 6*a^10*b^2))))/(a^8 + 4*b^8 - 11*a^2*b^6 + 15*a^4*b^4 + 31*a^6*b^2)^2)*(a^16 + b^16 + 8*a^2*b^14 + 2
8*a^4*b^12 + 56*a^6*b^10 + 70*a^8*b^8 + 56*a^10*b^6 + 28*a^12*b^4 + 8*a^14*b^2))/(32*a^4 - 96*a^2*b^2) + (((a*
(a^2 - 3*b^2)*((32*(5*a^10*b - 3*a^2*b^9 - 4*a^4*b^7 + 6*a^6*b^5 + 12*a^8*b^3))/(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15
*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2) - ((6*a^2*b - 2*b^3)*((32*(3*a^6*b^8 - 4*a^2*b^12 - 9*a^4*b^1
0 - a^14 + 22*a^8*b^6 + 18*a^10*b^4 + 3*a^12*b^2))/(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^
8*b^4 + 6*a^10*b^2) + (16*(6*a^2*b - 2*b^3)*(3*a^16*b + 3*a^2*b^15 + 21*a^4*b^13 + 63*a^6*b^11 + 105*a^8*b^9 +
 105*a^10*b^7 + 63*a^12*b^5 + 21*a^14*b^3))/((a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)*(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 1
5*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2))))/(2*(a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2))))/(a^6 + b^6 + 3*
a^2*b^4 + 3*a^4*b^2) - ((6*a^2*b - 2*b^3)*((a*(a^2 - 3*b^2)*((32*(3*a^6*b^8 - 4*a^2*b^12 - 9*a^4*b^10 - a^14 +
 22*a^8*b^6 + 18*a^10*b^4 + 3*a^12*b^2))/(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*
a^10*b^2) + (16*(6*a^2*b - 2*b^3)*(3*a^16*b + 3*a^2*b^15 + 21*a^4*b^13 + 63*a^6*b^11 + 105*a^8*b^9 + 105*a^10*
b^7 + 63*a^12*b^5 + 21*a^14*b^3))/((a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)*(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8
+ 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2))))/(a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2) + (16*a*(6*a^2*b - 2*b^3)*(a^2
- 3*b^2)*(3*a^16*b + 3*a^2*b^15 + 21*a^4*b^13 + 63*a^6*b^11 + 105*a^8*b^9 + 105*a^10*b^7 + 63*a^12*b^5 + 21*a^
14*b^3))/((a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)^2*(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b
^4 + 6*a^10*b^2))))/(2*(a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)) + (32*a^3*(a^2 - 3*b^2)^3*(3*a^16*b + 3*a^2*b^15 +
 21*a^4*b^13 + 63*a^6*b^11 + 105*a^8*b^9 + 105*a^10*b^7 + 63*a^12*b^5 + 21*a^14*b^3))/((a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4
+ 3*a^4*b^2)^3*(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2)))*(a^8 + 4*b^8 -
 61*a^2*b^6 + 155*a^4*b^4 - 67*a^6*b^2)*(a^16 + b^16 + 8*a^2*b^14 + 28*a^4*b^12 + 56*a^6*b^10 + 70*a^8*b^8 + 5
6*a^10*b^6 + 28*a^12*b^4 + 8*a^14*b^2))/((32*a^4 - 96*a^2*b^2)*(a^8 + 4*b^8 - 11*a^2*b^6 + 15*a^4*b^4 + 31*a^6
*b^2)^2) + (2*a*b*((32*(2*a^2*b^6 - 8*a^4*b^4 + 6*a^6*b^2))/(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^
6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2) + ((6*a^2*b - 2*b^3)*((32*(5*a^10*b - 3*a^2*b^9 - 4*a^4*b^7 + 6*a^6*b^5 + 12*a^8*
b^3))/(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2) - ((6*a^2*b - 2*b^3)*((32
*(3*a^6*b^8 - 4*a^2*b^12 - 9*a^4*b^10 - a^14 + 22*a^8*b^6 + 18*a^10*b^4 + 3*a^12*b^2))/(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^
10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2) + (16*(6*a^2*b - 2*b^3)*(3*a^16*b + 3*a^2*b^15 + 21*a^
4*b^13 + 63*a^6*b^11 + 105*a^8*b^9 + 105*a^10*b^7 + 63*a^12*b^5 + 21*a^14*b^3))/((a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^
4*b^2)*(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2))))/(2*(a^6 + b^6 + 3*a^2
*b^4 + 3*a^4*b^2))))/(2*(a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)) + (a*(a^2 - 3*b^2)*((a*(a^2 - 3*b^2)*((32*(3*a^6*
b^8 - 4*a^2*b^12 - 9*a^4*b^10 - a^14 + 22*a^8*b^6 + 18*a^10*b^4 + 3*a^12*b^2))/(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*
a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2) + (16*(6*a^2*b - 2*b^3)*(3*a^16*b + 3*a^2*b^15 + 21*a^4*b^13 +
 63*a^6*b^11 + 105*a^8*b^9 + 105*a^10*b^7 + 63*a^12*b^5 + 21*a^14*b^3))/((a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)*(
a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2))))/(a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^
4*b^2) + (16*a*(6*a^2*b - 2*b^3)*(a^2 - 3*b^2)*(3*a^16*b + 3*a^2*b^15 + 21*a^4*b^13 + 63*a^6*b^11 + 105*a^8*b^
9 + 105*a^10*b^7 + 63*a^12*b^5 + 21*a^14*b^3))/((a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)^2*(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^1
0 + 15*a^4*b^8 + 20*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2))))/(a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2) + (16*a^2*(6*a^2
*b - 2*b^3)*(a^2 - 3*b^2)^2*(3*a^16*b + 3*a^2*b^15 + 21*a^4*b^13 + 63*a^6*b^11 + 105*a^8*b^9 + 105*a^10*b^7 +
63*a^12*b^5 + 21*a^14*b^3))/((a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2)^3*(a^12 + b^12 + 6*a^2*b^10 + 15*a^4*b^8 + 20
*a^6*b^6 + 15*a^8*b^4 + 6*a^10*b^2)))*(7*a^6 - 10*b^6 + 59*a^2*b^4 - 68*a^4*b^2)*(a^16 + b^16 + 8*a^2*b^14 + 2
8*a^4*b^12 + 56*a^6*b^10 + 70*a^8*b^8 + 56*a^10*b^6 + 28*a^12*b^4 + 8*a^14*b^2))/((32*a^4 - 96*a^2*b^2)*(a^8 +
 4*b^8 - 11*a^2*b^6 + 15*a^4*b^4 + 31*a^6*b^2)^2))*(a^2 - 3*b^2))/(d*(a^6 + b^6 + 3*a^2*b^4 + 3*a^4*b^2))

________________________________________________________________________________________

sympy [F(-2)]  time = 0.00, size = 0, normalized size = 0.00 \[ \text {Exception raised: AttributeError} \]

Verification of antiderivative is not currently implemented for this CAS.

[In]

integrate(cos(d*x+c)**3/(a*cos(d*x+c)+b*sin(d*x+c))**3,x)

[Out]

Exception raised: AttributeError

________________________________________________________________________________________