Let n=2k+1, then:
∫cotnxdx=∫cot2k+1xdx=∫(cot2x)kcotxdx=I
cot2x=t⇒2cotx(−csc2x)dx=dt
−2cotx(1+cot2x)dx=dt
cotxdx=−12dtt+1
I=−12∫tkt+1dt
tkt+1=k−1∑i=0(−1)itk−i−1+(−1)kt+1
I=−12∫(k−1∑i=0(−1)itk−i−1+(−1)kt+1)dt
I=−12(k−1∑i=0(−1)i∫tk−i−1dt+(−1)k∫dtt+1)
I=−12(k−1∑i=0(−1)itk−ik−i+(−1)kln|t+1|)
I=−12⎛⎝k−1∑i=0(−1)i(cot2x)k−ik−i+(−1)kln∣∣csc2x∣∣⎞⎠
Let n=2k, then:
∫cotnxdx=∫cot2kxdx=∫(cotx)2kdx=I
cotx=t⇒−csc2xdx=dt⇒dx=−dtt2+1
I=−∫t2kt2+1dt
t2kt2+1=k−1∑i=0(−1)it2(k−i−1)+(−1)kt2+1
I=−∫(k−1∑i=0(−1)it2(k−i−1)+(−1)kt2+1)dt
I=−(k−1∑i=0(−1)i∫t2(k−i−1)dt+(−1)k∫dtt2+1)
I=−(k−1∑i=0(−1)it2(k−i−1)+12(k−i−1)+1+(−1)karctant)
I=−(k−1∑i=0(−1)i(cotx)2(k−i)−12(k−i)−1+(−1)karctan(cotx))
I=−(k−1∑i=0(−1)i(cotx)2(k−i)−12(k−i)−1+(−1)k(x−π2))