3.779 \(\int (a+b \sin (e+f x))^{5/2} \sqrt{c+d \sin (e+f x)} \, dx\)

Optimal. Leaf size=894 \[ -\frac{\cos (e+f x) \sqrt{a+b \sin (e+f x)} (c+d \sin (e+f x))^{3/2} b^2}{3 d f}+\frac{(3 b c-13 a d) \cos (e+f x) \sqrt{a+b \sin (e+f x)} \sqrt{c+d \sin (e+f x)} b}{12 d f}-\frac{\left (-\left (3 c^2-16 d^2\right ) b^2+14 a c d b+33 a^2 d^2\right ) \cos (e+f x) \sqrt{c+d \sin (e+f x)} b}{24 d^2 f \sqrt{a+b \sin (e+f x)}}+\frac{\sqrt{a+b} (c-d) \sqrt{c+d} \left (-\left (3 c^2-16 d^2\right ) b^2+14 a c d b+33 a^2 d^2\right ) E\left (\sin ^{-1}\left (\frac{\sqrt{a+b} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}{\sqrt{c+d} \sqrt{a+b \sin (e+f x)}}\right )|\frac{(a-b) (c+d)}{(a+b) (c-d)}\right ) \sec (e+f x) \sqrt{-\frac{(b c-a d) (1-\sin (e+f x))}{(c+d) (a+b \sin (e+f x))}} \sqrt{\frac{(b c-a d) (\sin (e+f x)+1)}{(c-d) (a+b \sin (e+f x))}} (a+b \sin (e+f x))}{24 d^2 (b c-a d) f}+\frac{\sqrt{c+d} \left (\left (c^3+4 d^2 c\right ) b^3-5 a d \left (c^2-4 d^2\right ) b^2+15 a^2 c d^2 b+5 a^3 d^3\right ) \Pi \left (\frac{b (c+d)}{(a+b) d};\sin ^{-1}\left (\frac{\sqrt{a+b} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}{\sqrt{c+d} \sqrt{a+b \sin (e+f x)}}\right )|\frac{(a-b) (c+d)}{(a+b) (c-d)}\right ) \sec (e+f x) \sqrt{-\frac{(b c-a d) (1-\sin (e+f x))}{(c+d) (a+b \sin (e+f x))}} \sqrt{\frac{(b c-a d) (\sin (e+f x)+1)}{(c-d) (a+b \sin (e+f x))}} (a+b \sin (e+f x))}{8 \sqrt{a+b} d^3 f b}+\frac{(a+b)^{3/2} \left (-\left (3 c^2-2 d c-16 d^2\right ) b^2+6 a d (2 c+3 d) b+15 a^2 d^2\right ) F\left (\sin ^{-1}\left (\frac{\sqrt{c+d} \sqrt{a+b \sin (e+f x)}}{\sqrt{a+b} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}\right )|\frac{(a+b) (c-d)}{(a-b) (c+d)}\right ) \sec (e+f x) \sqrt{\frac{(b c-a d) (1-\sin (e+f x))}{(a+b) (c+d \sin (e+f x))}} \sqrt{-\frac{(b c-a d) (\sin (e+f x)+1)}{(a-b) (c+d \sin (e+f x))}} (c+d \sin (e+f x))}{24 d^2 \sqrt{c+d} f b} \]

[Out]

(Sqrt[a + b]*(c - d)*Sqrt[c + d]*(14*a*b*c*d + 33*a^2*d^2 - b^2*(3*c^2 - 16*d^2))*EllipticE[ArcSin[(Sqrt[a + b
]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])/(Sqrt[c + d]*Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]])], ((a - b)*(c + d))/((a + b)*(c - d))]*Sec[
e + f*x]*Sqrt[-(((b*c - a*d)*(1 - Sin[e + f*x]))/((c + d)*(a + b*Sin[e + f*x])))]*Sqrt[((b*c - a*d)*(1 + Sin[e
+ f*x]))/((c - d)*(a + b*Sin[e + f*x]))]*(a + b*Sin[e + f*x]))/(24*d^2*(b*c - a*d)*f) + (Sqrt[c + d]*(15*a^2*
b*c*d^2 + 5*a^3*d^3 - 5*a*b^2*d*(c^2 - 4*d^2) + b^3*(c^3 + 4*c*d^2))*EllipticPi[(b*(c + d))/((a + b)*d), ArcSi
n[(Sqrt[a + b]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])/(Sqrt[c + d]*Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]])], ((a - b)*(c + d))/((a + b)*(
c - d))]*Sec[e + f*x]*Sqrt[-(((b*c - a*d)*(1 - Sin[e + f*x]))/((c + d)*(a + b*Sin[e + f*x])))]*Sqrt[((b*c - a*
d)*(1 + Sin[e + f*x]))/((c - d)*(a + b*Sin[e + f*x]))]*(a + b*Sin[e + f*x]))/(8*b*Sqrt[a + b]*d^3*f) - (b*(14*
a*b*c*d + 33*a^2*d^2 - b^2*(3*c^2 - 16*d^2))*Cos[e + f*x]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])/(24*d^2*f*Sqrt[a + b*Sin[e
+ f*x]]) + (b*(3*b*c - 13*a*d)*Cos[e + f*x]*Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])/(12*d*f) + ((a
+ b)^(3/2)*(15*a^2*d^2 + 6*a*b*d*(2*c + 3*d) - b^2*(3*c^2 - 2*c*d - 16*d^2))*EllipticF[ArcSin[(Sqrt[c + d]*Sq
rt[a + b*Sin[e + f*x]])/(Sqrt[a + b]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])], ((a + b)*(c - d))/((a - b)*(c + d))]*Sec[e +
f*x]*Sqrt[((b*c - a*d)*(1 - Sin[e + f*x]))/((a + b)*(c + d*Sin[e + f*x]))]*Sqrt[-(((b*c - a*d)*(1 + Sin[e + f*
x]))/((a - b)*(c + d*Sin[e + f*x])))]*(c + d*Sin[e + f*x]))/(24*b*d^2*Sqrt[c + d]*f) - (b^2*Cos[e + f*x]*Sqrt[
a + b*Sin[e + f*x]]*(c + d*Sin[e + f*x])^(3/2))/(3*d*f)

________________________________________________________________________________________

Rubi [A]  time = 3.2685, antiderivative size = 894, normalized size of antiderivative = 1., number of steps used = 8, number of rules used = 8, integrand size = 29, \(\frac{\text{number of rules}}{\text{integrand size}}\) = 0.276, Rules used = {2793, 3049, 3061, 3053, 2811, 2998, 2818, 2996} \[ -\frac{\cos (e+f x) \sqrt{a+b \sin (e+f x)} (c+d \sin (e+f x))^{3/2} b^2}{3 d f}+\frac{(3 b c-13 a d) \cos (e+f x) \sqrt{a+b \sin (e+f x)} \sqrt{c+d \sin (e+f x)} b}{12 d f}-\frac{\left (-\left (3 c^2-16 d^2\right ) b^2+14 a c d b+33 a^2 d^2\right ) \cos (e+f x) \sqrt{c+d \sin (e+f x)} b}{24 d^2 f \sqrt{a+b \sin (e+f x)}}+\frac{\sqrt{a+b} (c-d) \sqrt{c+d} \left (-\left (3 c^2-16 d^2\right ) b^2+14 a c d b+33 a^2 d^2\right ) E\left (\sin ^{-1}\left (\frac{\sqrt{a+b} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}{\sqrt{c+d} \sqrt{a+b \sin (e+f x)}}\right )|\frac{(a-b) (c+d)}{(a+b) (c-d)}\right ) \sec (e+f x) \sqrt{-\frac{(b c-a d) (1-\sin (e+f x))}{(c+d) (a+b \sin (e+f x))}} \sqrt{\frac{(b c-a d) (\sin (e+f x)+1)}{(c-d) (a+b \sin (e+f x))}} (a+b \sin (e+f x))}{24 d^2 (b c-a d) f}+\frac{\sqrt{c+d} \left (\left (c^3+4 d^2 c\right ) b^3-5 a d \left (c^2-4 d^2\right ) b^2+15 a^2 c d^2 b+5 a^3 d^3\right ) \Pi \left (\frac{b (c+d)}{(a+b) d};\sin ^{-1}\left (\frac{\sqrt{a+b} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}{\sqrt{c+d} \sqrt{a+b \sin (e+f x)}}\right )|\frac{(a-b) (c+d)}{(a+b) (c-d)}\right ) \sec (e+f x) \sqrt{-\frac{(b c-a d) (1-\sin (e+f x))}{(c+d) (a+b \sin (e+f x))}} \sqrt{\frac{(b c-a d) (\sin (e+f x)+1)}{(c-d) (a+b \sin (e+f x))}} (a+b \sin (e+f x))}{8 \sqrt{a+b} d^3 f b}+\frac{(a+b)^{3/2} \left (-\left (3 c^2-2 d c-16 d^2\right ) b^2+6 a d (2 c+3 d) b+15 a^2 d^2\right ) F\left (\sin ^{-1}\left (\frac{\sqrt{c+d} \sqrt{a+b \sin (e+f x)}}{\sqrt{a+b} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}\right )|\frac{(a+b) (c-d)}{(a-b) (c+d)}\right ) \sec (e+f x) \sqrt{\frac{(b c-a d) (1-\sin (e+f x))}{(a+b) (c+d \sin (e+f x))}} \sqrt{-\frac{(b c-a d) (\sin (e+f x)+1)}{(a-b) (c+d \sin (e+f x))}} (c+d \sin (e+f x))}{24 d^2 \sqrt{c+d} f b} \]

Antiderivative was successfully verified.

[In]

Int[(a + b*Sin[e + f*x])^(5/2)*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]],x]

[Out]

(Sqrt[a + b]*(c - d)*Sqrt[c + d]*(14*a*b*c*d + 33*a^2*d^2 - b^2*(3*c^2 - 16*d^2))*EllipticE[ArcSin[(Sqrt[a + b
]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])/(Sqrt[c + d]*Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]])], ((a - b)*(c + d))/((a + b)*(c - d))]*Sec[
e + f*x]*Sqrt[-(((b*c - a*d)*(1 - Sin[e + f*x]))/((c + d)*(a + b*Sin[e + f*x])))]*Sqrt[((b*c - a*d)*(1 + Sin[e
+ f*x]))/((c - d)*(a + b*Sin[e + f*x]))]*(a + b*Sin[e + f*x]))/(24*d^2*(b*c - a*d)*f) + (Sqrt[c + d]*(15*a^2*
b*c*d^2 + 5*a^3*d^3 - 5*a*b^2*d*(c^2 - 4*d^2) + b^3*(c^3 + 4*c*d^2))*EllipticPi[(b*(c + d))/((a + b)*d), ArcSi
n[(Sqrt[a + b]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])/(Sqrt[c + d]*Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]])], ((a - b)*(c + d))/((a + b)*(
c - d))]*Sec[e + f*x]*Sqrt[-(((b*c - a*d)*(1 - Sin[e + f*x]))/((c + d)*(a + b*Sin[e + f*x])))]*Sqrt[((b*c - a*
d)*(1 + Sin[e + f*x]))/((c - d)*(a + b*Sin[e + f*x]))]*(a + b*Sin[e + f*x]))/(8*b*Sqrt[a + b]*d^3*f) - (b*(14*
a*b*c*d + 33*a^2*d^2 - b^2*(3*c^2 - 16*d^2))*Cos[e + f*x]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])/(24*d^2*f*Sqrt[a + b*Sin[e
+ f*x]]) + (b*(3*b*c - 13*a*d)*Cos[e + f*x]*Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])/(12*d*f) + ((a
+ b)^(3/2)*(15*a^2*d^2 + 6*a*b*d*(2*c + 3*d) - b^2*(3*c^2 - 2*c*d - 16*d^2))*EllipticF[ArcSin[(Sqrt[c + d]*Sq
rt[a + b*Sin[e + f*x]])/(Sqrt[a + b]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])], ((a + b)*(c - d))/((a - b)*(c + d))]*Sec[e +
f*x]*Sqrt[((b*c - a*d)*(1 - Sin[e + f*x]))/((a + b)*(c + d*Sin[e + f*x]))]*Sqrt[-(((b*c - a*d)*(1 + Sin[e + f*
x]))/((a - b)*(c + d*Sin[e + f*x])))]*(c + d*Sin[e + f*x]))/(24*b*d^2*Sqrt[c + d]*f) - (b^2*Cos[e + f*x]*Sqrt[
a + b*Sin[e + f*x]]*(c + d*Sin[e + f*x])^(3/2))/(3*d*f)

Rule 2793

Int[((a_.) + (b_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)])^(m_)*((c_.) + (d_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)])^(n_), x_Symbol] :> -S
imp[(b^2*Cos[e + f*x]*(a + b*Sin[e + f*x])^(m - 2)*(c + d*Sin[e + f*x])^(n + 1))/(d*f*(m + n)), x] + Dist[1/(d
*(m + n)), Int[(a + b*Sin[e + f*x])^(m - 3)*(c + d*Sin[e + f*x])^n*Simp[a^3*d*(m + n) + b^2*(b*c*(m - 2) + a*d
*(n + 1)) - b*(a*b*c - b^2*d*(m + n - 1) - 3*a^2*d*(m + n))*Sin[e + f*x] - b^2*(b*c*(m - 1) - a*d*(3*m + 2*n -
2))*Sin[e + f*x]^2, x], x], x] /; FreeQ[{a, b, c, d, e, f, n}, x] && NeQ[b*c - a*d, 0] && NeQ[a^2 - b^2, 0] &
& NeQ[c^2 - d^2, 0] && GtQ[m, 2] && (IntegerQ[m] || IntegersQ[2*m, 2*n]) &&  !(IGtQ[n, 2] && ( !IntegerQ[m] ||
(EqQ[a, 0] && NeQ[c, 0])))

Rule 3049

Int[((a_.) + (b_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)])^(m_.)*((c_.) + (d_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)])^(n_.)*((A_.) + (B_.)
*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)] + (C_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)]^2), x_Symbol] :> -Simp[(C*Cos[e + f*x]*(a + b*Sin[e +
f*x])^m*(c + d*Sin[e + f*x])^(n + 1))/(d*f*(m + n + 2)), x] + Dist[1/(d*(m + n + 2)), Int[(a + b*Sin[e + f*x]
)^(m - 1)*(c + d*Sin[e + f*x])^n*Simp[a*A*d*(m + n + 2) + C*(b*c*m + a*d*(n + 1)) + (d*(A*b + a*B)*(m + n + 2)
- C*(a*c - b*d*(m + n + 1)))*Sin[e + f*x] + (C*(a*d*m - b*c*(m + 1)) + b*B*d*(m + n + 2))*Sin[e + f*x]^2, x],
x], x] /; FreeQ[{a, b, c, d, e, f, A, B, C, n}, x] && NeQ[b*c - a*d, 0] && NeQ[a^2 - b^2, 0] && NeQ[c^2 - d^2
, 0] && GtQ[m, 0] &&  !(IGtQ[n, 0] && ( !IntegerQ[m] || (EqQ[a, 0] && NeQ[c, 0])))

Rule 3061

Int[((A_.) + (B_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)] + (C_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)]^2)/(Sqrt[(a_.) + (b_.)*sin[(e_.) +
(f_.)*(x_)]]*Sqrt[(c_) + (d_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)]]), x_Symbol] :> -Simp[(C*Cos[e + f*x]*Sqrt[c + d*Sin[e
+ f*x]])/(d*f*Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]]), x] + Dist[1/(2*d), Int[(1*Simp[2*a*A*d - C*(b*c - a*d) - 2*(a*c*C - d
*(A*b + a*B))*Sin[e + f*x] + (2*b*B*d - C*(b*c + a*d))*Sin[e + f*x]^2, x])/((a + b*Sin[e + f*x])^(3/2)*Sqrt[c
+ d*Sin[e + f*x]]), x], x] /; FreeQ[{a, b, c, d, e, f, A, B, C}, x] && NeQ[b*c - a*d, 0] && NeQ[a^2 - b^2, 0]
&& NeQ[c^2 - d^2, 0]

Rule 3053

Int[((A_.) + (B_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)] + (C_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)]^2)/(((a_.) + (b_.)*sin[(e_.) + (f_.
)*(x_)])^(3/2)*Sqrt[(c_.) + (d_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)]]), x_Symbol] :> Dist[C/b^2, Int[Sqrt[a + b*Sin[e + f
*x]]/Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]], x], x] + Dist[1/b^2, Int[(A*b^2 - a^2*C + b*(b*B - 2*a*C)*Sin[e + f*x])/((a + b
*Sin[e + f*x])^(3/2)*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]]), x], x] /; FreeQ[{a, b, c, d, e, f, A, B, C}, x] && NeQ[b*c - a
*d, 0] && NeQ[a^2 - b^2, 0] && NeQ[c^2 - d^2, 0]

Rule 2811

Int[Sqrt[(a_) + (b_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)]]/Sqrt[(c_.) + (d_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)]], x_Symbol] :> Simp[
(2*(a + b*Sin[e + f*x])*Sqrt[((b*c - a*d)*(1 + Sin[e + f*x]))/((c - d)*(a + b*Sin[e + f*x]))]*Sqrt[-(((b*c - a
*d)*(1 - Sin[e + f*x]))/((c + d)*(a + b*Sin[e + f*x])))]*EllipticPi[(b*(c + d))/(d*(a + b)), ArcSin[(Rt[(a + b
)/(c + d), 2]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])/Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]]], ((a - b)*(c + d))/((a + b)*(c - d))])/(d*f*
Rt[(a + b)/(c + d), 2]*Cos[e + f*x]), x] /; FreeQ[{a, b, c, d, e, f}, x] && NeQ[b*c - a*d, 0] && NeQ[a^2 - b^2
, 0] && NeQ[c^2 - d^2, 0] && PosQ[(a + b)/(c + d)]

Rule 2998

Int[((A_.) + (B_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)])/(((a_.) + (b_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)])^(3/2)*Sqrt[(c_) + (d_.)*s
in[(e_.) + (f_.)*(x_)]]), x_Symbol] :> Dist[(A - B)/(a - b), Int[1/(Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]]*Sqrt[c + d*Sin[e
+ f*x]]), x], x] - Dist[(A*b - a*B)/(a - b), Int[(1 + Sin[e + f*x])/((a + b*Sin[e + f*x])^(3/2)*Sqrt[c + d*Sin
[e + f*x]]), x], x] /; FreeQ[{a, b, c, d, e, f, A, B}, x] && NeQ[b*c - a*d, 0] && NeQ[a^2 - b^2, 0] && NeQ[c^2
- d^2, 0] && NeQ[A, B]

Rule 2818

Int[1/(Sqrt[(a_) + (b_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)]]*Sqrt[(c_) + (d_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)]]), x_Symbol] :> Si
mp[(2*(c + d*Sin[e + f*x])*Sqrt[((b*c - a*d)*(1 - Sin[e + f*x]))/((a + b)*(c + d*Sin[e + f*x]))]*Sqrt[-(((b*c
- a*d)*(1 + Sin[e + f*x]))/((a - b)*(c + d*Sin[e + f*x])))]*EllipticF[ArcSin[Rt[(c + d)/(a + b), 2]*(Sqrt[a +
b*Sin[e + f*x]]/Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])], ((a + b)*(c - d))/((a - b)*(c + d))])/(f*(b*c - a*d)*Rt[(c + d)/(a
+ b), 2]*Cos[e + f*x]), x] /; FreeQ[{a, b, c, d, e, f}, x] && NeQ[b*c - a*d, 0] && NeQ[a^2 - b^2, 0] && NeQ[c
^2 - d^2, 0] && PosQ[(c + d)/(a + b)]

Rule 2996

Int[((A_) + (B_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)])/(((a_) + (b_.)*sin[(e_.) + (f_.)*(x_)])^(3/2)*Sqrt[(c_) + (d_.)*sin
[(e_.) + (f_.)*(x_)]]), x_Symbol] :> Simp[(-2*A*(c - d)*(a + b*Sin[e + f*x])*Sqrt[((b*c - a*d)*(1 + Sin[e + f*
x]))/((c - d)*(a + b*Sin[e + f*x]))]*Sqrt[-(((b*c - a*d)*(1 - Sin[e + f*x]))/((c + d)*(a + b*Sin[e + f*x])))]*
EllipticE[ArcSin[(Rt[(a + b)/(c + d), 2]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])/Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]]], ((a - b)*(c + d)
)/((a + b)*(c - d))])/(f*(b*c - a*d)^2*Rt[(a + b)/(c + d), 2]*Cos[e + f*x]), x] /; FreeQ[{a, b, c, d, e, f, A,
B}, x] && NeQ[b*c - a*d, 0] && NeQ[a^2 - b^2, 0] && NeQ[c^2 - d^2, 0] && EqQ[A, B] && PosQ[(a + b)/(c + d)]

Rubi steps

\begin{align*} \int (a+b \sin (e+f x))^{5/2} \sqrt{c+d \sin (e+f x)} \, dx &=-\frac{b^2 \cos (e+f x) \sqrt{a+b \sin (e+f x)} (c+d \sin (e+f x))^{3/2}}{3 d f}+\frac{\int \frac{\sqrt{c+d \sin (e+f x)} \left (\frac{1}{2} \left (b^3 c+6 a^3 d+3 a b^2 d\right )-b \left (a b c-9 a^2 d-2 b^2 d\right ) \sin (e+f x)-\frac{1}{2} b^2 (3 b c-13 a d) \sin ^2(e+f x)\right )}{\sqrt{a+b \sin (e+f x)}} \, dx}{3 d}\\ &=\frac{b (3 b c-13 a d) \cos (e+f x) \sqrt{a+b \sin (e+f x)} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}{12 d f}-\frac{b^2 \cos (e+f x) \sqrt{a+b \sin (e+f x)} (c+d \sin (e+f x))^{3/2}}{3 d f}+\frac{\int \frac{\frac{1}{4} b \left (b^3 c^2+24 a^3 c d+22 a b^2 c d+13 a^2 b d^2\right )+\frac{1}{2} b \left (23 a^2 b c d+7 b^3 c d+12 a^3 d^2-a b^2 \left (c^2-19 d^2\right )\right ) \sin (e+f x)+\frac{1}{4} b^2 \left (14 a b c d+33 a^2 d^2-b^2 \left (3 c^2-16 d^2\right )\right ) \sin ^2(e+f x)}{\sqrt{a+b \sin (e+f x)} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}} \, dx}{6 b d}\\ &=-\frac{b \left (14 a b c d+33 a^2 d^2-b^2 \left (3 c^2-16 d^2\right )\right ) \cos (e+f x) \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}{24 d^2 f \sqrt{a+b \sin (e+f x)}}+\frac{b (3 b c-13 a d) \cos (e+f x) \sqrt{a+b \sin (e+f x)} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}{12 d f}-\frac{b^2 \cos (e+f x) \sqrt{a+b \sin (e+f x)} (c+d \sin (e+f x))^{3/2}}{3 d f}+\frac{\int \frac{\frac{1}{4} b \left (48 a^4 c d^2+25 a^2 b^2 c d^2+59 a^3 b d^3+b^4 \left (3 c^3-16 c d^2\right )-a b^3 \left (15 c^2 d-16 d^3\right )\right )+\frac{1}{2} b \left (b^4 c^2 d+37 a^3 b c d^2+24 a^4 d^3-a^2 b^2 d \left (16 c^2-51 d^2\right )+a b^3 c \left (3 c^2+20 d^2\right )\right ) \sin (e+f x)+\frac{3}{4} b^2 \left (15 a^2 b c d^2+5 a^3 d^3-5 a b^2 d \left (c^2-4 d^2\right )+b^3 \left (c^3+4 c d^2\right )\right ) \sin ^2(e+f x)}{(a+b \sin (e+f x))^{3/2} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}} \, dx}{12 b d^2}\\ &=-\frac{b \left (14 a b c d+33 a^2 d^2-b^2 \left (3 c^2-16 d^2\right )\right ) \cos (e+f x) \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}{24 d^2 f \sqrt{a+b \sin (e+f x)}}+\frac{b (3 b c-13 a d) \cos (e+f x) \sqrt{a+b \sin (e+f x)} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}{12 d f}-\frac{b^2 \cos (e+f x) \sqrt{a+b \sin (e+f x)} (c+d \sin (e+f x))^{3/2}}{3 d f}+\frac{\int \frac{-\frac{3}{4} a^2 b^2 \left (15 a^2 b c d^2+5 a^3 d^3-5 a b^2 d \left (c^2-4 d^2\right )+b^3 \left (c^3+4 c d^2\right )\right )+\frac{1}{4} b^3 \left (48 a^4 c d^2+25 a^2 b^2 c d^2+59 a^3 b d^3+b^4 \left (3 c^3-16 c d^2\right )-a b^3 \left (15 c^2 d-16 d^3\right )\right )+b \left (\frac{1}{2} b^2 \left (b^4 c^2 d+37 a^3 b c d^2+24 a^4 d^3-a^2 b^2 d \left (16 c^2-51 d^2\right )+a b^3 c \left (3 c^2+20 d^2\right )\right )-\frac{3}{2} a b^2 \left (15 a^2 b c d^2+5 a^3 d^3-5 a b^2 d \left (c^2-4 d^2\right )+b^3 \left (c^3+4 c d^2\right )\right )\right ) \sin (e+f x)}{(a+b \sin (e+f x))^{3/2} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}} \, dx}{12 b^3 d^2}+\frac{\left (15 a^2 b c d^2+5 a^3 d^3-5 a b^2 d \left (c^2-4 d^2\right )+b^3 \left (c^3+4 c d^2\right )\right ) \int \frac{\sqrt{a+b \sin (e+f x)}}{\sqrt{c+d \sin (e+f x)}} \, dx}{16 b d^2}\\ &=\frac{\sqrt{c+d} \left (15 a^2 b c d^2+5 a^3 d^3-5 a b^2 d \left (c^2-4 d^2\right )+b^3 \left (c^3+4 c d^2\right )\right ) \Pi \left (\frac{b (c+d)}{(a+b) d};\sin ^{-1}\left (\frac{\sqrt{a+b} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}{\sqrt{c+d} \sqrt{a+b \sin (e+f x)}}\right )|\frac{(a-b) (c+d)}{(a+b) (c-d)}\right ) \sec (e+f x) \sqrt{-\frac{(b c-a d) (1-\sin (e+f x))}{(c+d) (a+b \sin (e+f x))}} \sqrt{\frac{(b c-a d) (1+\sin (e+f x))}{(c-d) (a+b \sin (e+f x))}} (a+b \sin (e+f x))}{8 b \sqrt{a+b} d^3 f}-\frac{b \left (14 a b c d+33 a^2 d^2-b^2 \left (3 c^2-16 d^2\right )\right ) \cos (e+f x) \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}{24 d^2 f \sqrt{a+b \sin (e+f x)}}+\frac{b (3 b c-13 a d) \cos (e+f x) \sqrt{a+b \sin (e+f x)} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}{12 d f}-\frac{b^2 \cos (e+f x) \sqrt{a+b \sin (e+f x)} (c+d \sin (e+f x))^{3/2}}{3 d f}+\frac{\left (-\frac{3}{4} a^2 b^2 \left (15 a^2 b c d^2+5 a^3 d^3-5 a b^2 d \left (c^2-4 d^2\right )+b^3 \left (c^3+4 c d^2\right )\right )+\frac{1}{4} b^3 \left (48 a^4 c d^2+25 a^2 b^2 c d^2+59 a^3 b d^3+b^4 \left (3 c^3-16 c d^2\right )-a b^3 \left (15 c^2 d-16 d^3\right )\right )-b \left (\frac{1}{2} b^2 \left (b^4 c^2 d+37 a^3 b c d^2+24 a^4 d^3-a^2 b^2 d \left (16 c^2-51 d^2\right )+a b^3 c \left (3 c^2+20 d^2\right )\right )-\frac{3}{2} a b^2 \left (15 a^2 b c d^2+5 a^3 d^3-5 a b^2 d \left (c^2-4 d^2\right )+b^3 \left (c^3+4 c d^2\right )\right )\right )\right ) \int \frac{1}{\sqrt{a+b \sin (e+f x)} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}} \, dx}{12 (a-b) b^3 d^2}-\frac{\left (-a b \left (\frac{1}{2} b^2 \left (b^4 c^2 d+37 a^3 b c d^2+24 a^4 d^3-a^2 b^2 d \left (16 c^2-51 d^2\right )+a b^3 c \left (3 c^2+20 d^2\right )\right )-\frac{3}{2} a b^2 \left (15 a^2 b c d^2+5 a^3 d^3-5 a b^2 d \left (c^2-4 d^2\right )+b^3 \left (c^3+4 c d^2\right )\right )\right )+b \left (-\frac{3}{4} a^2 b^2 \left (15 a^2 b c d^2+5 a^3 d^3-5 a b^2 d \left (c^2-4 d^2\right )+b^3 \left (c^3+4 c d^2\right )\right )+\frac{1}{4} b^3 \left (48 a^4 c d^2+25 a^2 b^2 c d^2+59 a^3 b d^3+b^4 \left (3 c^3-16 c d^2\right )-a b^3 \left (15 c^2 d-16 d^3\right )\right )\right )\right ) \int \frac{1+\sin (e+f x)}{(a+b \sin (e+f x))^{3/2} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}} \, dx}{12 (a-b) b^3 d^2}\\ &=\frac{\sqrt{a+b} (c-d) \sqrt{c+d} \left (14 a b c d+33 a^2 d^2-b^2 \left (3 c^2-16 d^2\right )\right ) E\left (\sin ^{-1}\left (\frac{\sqrt{a+b} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}{\sqrt{c+d} \sqrt{a+b \sin (e+f x)}}\right )|\frac{(a-b) (c+d)}{(a+b) (c-d)}\right ) \sec (e+f x) \sqrt{-\frac{(b c-a d) (1-\sin (e+f x))}{(c+d) (a+b \sin (e+f x))}} \sqrt{\frac{(b c-a d) (1+\sin (e+f x))}{(c-d) (a+b \sin (e+f x))}} (a+b \sin (e+f x))}{24 d^2 (b c-a d) f}+\frac{\sqrt{c+d} \left (15 a^2 b c d^2+5 a^3 d^3-5 a b^2 d \left (c^2-4 d^2\right )+b^3 \left (c^3+4 c d^2\right )\right ) \Pi \left (\frac{b (c+d)}{(a+b) d};\sin ^{-1}\left (\frac{\sqrt{a+b} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}{\sqrt{c+d} \sqrt{a+b \sin (e+f x)}}\right )|\frac{(a-b) (c+d)}{(a+b) (c-d)}\right ) \sec (e+f x) \sqrt{-\frac{(b c-a d) (1-\sin (e+f x))}{(c+d) (a+b \sin (e+f x))}} \sqrt{\frac{(b c-a d) (1+\sin (e+f x))}{(c-d) (a+b \sin (e+f x))}} (a+b \sin (e+f x))}{8 b \sqrt{a+b} d^3 f}-\frac{b \left (14 a b c d+33 a^2 d^2-b^2 \left (3 c^2-16 d^2\right )\right ) \cos (e+f x) \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}{24 d^2 f \sqrt{a+b \sin (e+f x)}}+\frac{b (3 b c-13 a d) \cos (e+f x) \sqrt{a+b \sin (e+f x)} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}{12 d f}+\frac{(a+b)^{3/2} \left (15 a^2 d^2+6 a b d (2 c+3 d)-b^2 \left (3 c^2-2 c d-16 d^2\right )\right ) F\left (\sin ^{-1}\left (\frac{\sqrt{c+d} \sqrt{a+b \sin (e+f x)}}{\sqrt{a+b} \sqrt{c+d \sin (e+f x)}}\right )|\frac{(a+b) (c-d)}{(a-b) (c+d)}\right ) \sec (e+f x) \sqrt{\frac{(b c-a d) (1-\sin (e+f x))}{(a+b) (c+d \sin (e+f x))}} \sqrt{-\frac{(b c-a d) (1+\sin (e+f x))}{(a-b) (c+d \sin (e+f x))}} (c+d \sin (e+f x))}{24 b d^2 \sqrt{c+d} f}-\frac{b^2 \cos (e+f x) \sqrt{a+b \sin (e+f x)} (c+d \sin (e+f x))^{3/2}}{3 d f}\\ \end{align*}

Mathematica [B]  time = 7.04505, size = 1949, normalized size = 2.18 \[ \text{result too large to display} \]

Warning: Unable to verify antiderivative.

[In]

Integrate[(a + b*Sin[e + f*x])^(5/2)*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]],x]

[Out]

((-4*(-(b*c) + a*d)*(-(b^3*c^2) + 48*a^3*c*d + 58*a*b^2*c*d + 59*a^2*b*d^2 + 16*b^3*d^2)*Sqrt[((c + d)*Cot[(-e
+ Pi/2 - f*x)/2]^2)/(-c + d)]*EllipticF[ArcSin[Sqrt[-(((a + b)*Csc[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^2*(c + d*Sin[e + f*x]
))/(-(b*c) + a*d))]/Sqrt[2]], (2*(-(b*c) + a*d))/((a + b)*(-c + d))]*Sec[e + f*x]*Sin[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^4*S
qrt[((c + d)*Csc[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^2*(a + b*Sin[e + f*x]))/(-(b*c) + a*d)]*Sqrt[-(((a + b)*Csc[(-e + Pi/2 -
f*x)/2]^2*(c + d*Sin[e + f*x]))/(-(b*c) + a*d))])/((a + b)*(c + d)*Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]]*Sqrt[c + d*Sin[e
+ f*x]]) - 4*(-(b*c) + a*d)*(-4*a*b^2*c^2 + 92*a^2*b*c*d + 28*b^3*c*d + 48*a^3*d^2 + 76*a*b^2*d^2)*((Sqrt[((c
+ d)*Cot[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^2)/(-c + d)]*EllipticF[ArcSin[Sqrt[-(((a + b)*Csc[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^2*(c + d*
Sin[e + f*x]))/(-(b*c) + a*d))]/Sqrt[2]], (2*(-(b*c) + a*d))/((a + b)*(-c + d))]*Sec[e + f*x]*Sin[(-e + Pi/2 -
f*x)/2]^4*Sqrt[((c + d)*Csc[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^2*(a + b*Sin[e + f*x]))/(-(b*c) + a*d)]*Sqrt[-(((a + b)*Csc[
(-e + Pi/2 - f*x)/2]^2*(c + d*Sin[e + f*x]))/(-(b*c) + a*d))])/((a + b)*(c + d)*Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]]*Sqrt[
c + d*Sin[e + f*x]]) - (Sqrt[((c + d)*Cot[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^2)/(-c + d)]*EllipticPi[(-(b*c) + a*d)/((a + b)
*d), ArcSin[Sqrt[-(((a + b)*Csc[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^2*(c + d*Sin[e + f*x]))/(-(b*c) + a*d))]/Sqrt[2]], (2*(-(
b*c) + a*d))/((a + b)*(-c + d))]*Sec[e + f*x]*Sin[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^4*Sqrt[((c + d)*Csc[(-e + Pi/2 - f*x)/2
]^2*(a + b*Sin[e + f*x]))/(-(b*c) + a*d)]*Sqrt[-(((a + b)*Csc[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^2*(c + d*Sin[e + f*x]))/(-(
b*c) + a*d))])/((a + b)*d*Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])) + 2*(3*b^3*c^2 - 14*a*b^2*c*d -
33*a^2*b*d^2 - 16*b^3*d^2)*((Cos[e + f*x]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])/(d*Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]]) + (Sqrt[(a -
b)/(a + b)]*(a + b)*Cos[(-e + Pi/2 - f*x)/2]*EllipticE[ArcSin[(Sqrt[(a - b)/(a + b)]*Sin[(-e + Pi/2 - f*x)/2])
/Sqrt[(a + b*Sin[e + f*x])/(a + b)]], (2*(-(b*c) + a*d))/((a - b)*(c + d))]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])/(b*d*Sqr
t[((a + b)*Cos[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^2)/(a + b*Sin[e + f*x])]*Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]]*Sqrt[(a + b*Sin[e + f*x]
)/(a + b)]*Sqrt[((a + b)*(c + d*Sin[e + f*x]))/((c + d)*(a + b*Sin[e + f*x]))]) - (2*(-(b*c) + a*d)*((((a + b)
*c + a*d)*Sqrt[((c + d)*Cot[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^2)/(-c + d)]*EllipticF[ArcSin[Sqrt[-(((a + b)*Csc[(-e + Pi/2
- f*x)/2]^2*(c + d*Sin[e + f*x]))/(-(b*c) + a*d))]/Sqrt[2]], (2*(-(b*c) + a*d))/((a + b)*(-c + d))]*Sec[e + f*
x]*Sin[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^4*Sqrt[((c + d)*Csc[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^2*(a + b*Sin[e + f*x]))/(-(b*c) + a*d)]*S
qrt[-(((a + b)*Csc[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^2*(c + d*Sin[e + f*x]))/(-(b*c) + a*d))])/((a + b)*(c + d)*Sqrt[a + b*
Sin[e + f*x]]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]]) - ((b*c + a*d)*Sqrt[((c + d)*Cot[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^2)/(-c + d)]*Ell
ipticPi[(-(b*c) + a*d)/((a + b)*d), ArcSin[Sqrt[-(((a + b)*Csc[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^2*(c + d*Sin[e + f*x]))/(-
(b*c) + a*d))]/Sqrt[2]], (2*(-(b*c) + a*d))/((a + b)*(-c + d))]*Sec[e + f*x]*Sin[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^4*Sqrt[(
(c + d)*Csc[(-e + Pi/2 - f*x)/2]^2*(a + b*Sin[e + f*x]))/(-(b*c) + a*d)]*Sqrt[-(((a + b)*Csc[(-e + Pi/2 - f*x)
/2]^2*(c + d*Sin[e + f*x]))/(-(b*c) + a*d))])/((a + b)*d*Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]])))/
(b*d)))/(48*d*f) + (Sqrt[a + b*Sin[e + f*x]]*Sqrt[c + d*Sin[e + f*x]]*(-(b*(b*c + 13*a*d)*Cos[e + f*x])/(12*d)
- (b^2*Sin[2*(e + f*x)])/6))/f

________________________________________________________________________________________

Maple [C]  time = 10.796, size = 409146, normalized size = 457.7 \begin{align*} \text{output too large to display} \end{align*}

Verification of antiderivative is not currently implemented for this CAS.

[In]

int((a+b*sin(f*x+e))^(5/2)*(c+d*sin(f*x+e))^(1/2),x)

[Out]

result too large to display

________________________________________________________________________________________

Maxima [F]  time = 0., size = 0, normalized size = 0. \begin{align*} \int{\left (b \sin \left (f x + e\right ) + a\right )}^{\frac{5}{2}} \sqrt{d \sin \left (f x + e\right ) + c}\,{d x} \end{align*}

Verification of antiderivative is not currently implemented for this CAS.

[In]

integrate((a+b*sin(f*x+e))^(5/2)*(c+d*sin(f*x+e))^(1/2),x, algorithm="maxima")

[Out]

integrate((b*sin(f*x + e) + a)^(5/2)*sqrt(d*sin(f*x + e) + c), x)

________________________________________________________________________________________

Fricas [F(-1)]  time = 0., size = 0, normalized size = 0. \begin{align*} \text{Timed out} \end{align*}

Verification of antiderivative is not currently implemented for this CAS.

[In]

integrate((a+b*sin(f*x+e))^(5/2)*(c+d*sin(f*x+e))^(1/2),x, algorithm="fricas")

[Out]

Timed out

________________________________________________________________________________________

Sympy [F(-1)]  time = 0., size = 0, normalized size = 0. \begin{align*} \text{Timed out} \end{align*}

Verification of antiderivative is not currently implemented for this CAS.

[In]

integrate((a+b*sin(f*x+e))**(5/2)*(c+d*sin(f*x+e))**(1/2),x)

[Out]

Timed out

________________________________________________________________________________________

Giac [F(-2)]  time = 0., size = 0, normalized size = 0. \begin{align*} \text{Exception raised: TypeError} \end{align*}

Verification of antiderivative is not currently implemented for this CAS.

[In]

integrate((a+b*sin(f*x+e))^(5/2)*(c+d*sin(f*x+e))^(1/2),x, algorithm="giac")

[Out]

Exception raised: TypeError