Given: I=∫0π1−2acosx+a2dx...(i)
⇒I=∫0π1−2acos(π−x)+a2dx
⇒I=∫0π1+2acosx+a2dx...(ii)
Adding (i) and (ii),
⇒2I=∫0π1−2acosx+a2dx+∫0π1+2acosx+a2dx
⇒2I=∫0π(1−2acosx+a21+1+2acosx+a21)dx
⇒2I=∫0π((1+a2)2−(2acosx)21+2acosx+a2+1−2acosx+a2)dx
⇒2I=∫0π((1+a2)2−(2acosx)22(1+a2))dx
⇒2I=2∫02π(1+a2)2−4a2cos2x2(1+a2)dx
⇒I=∫02π(1+a2)2⋅sec2x−4a22(1+a2)⋅sec2xdx
⇒I=∫02π(1+a2)2+(1+a2)2tan2x−4a22(1+a2)⋅sec2xdx
⇒I=∫02π(1+a2−2a)2+(1+a2)2tan2x2(1+a2)⋅sec2xdx
⇒I=∫02π(1+a2)2⋅tan2x+(1−a2)22⋅(1+a2)⋅sec2xdx
⇒I=∫02πtan2x+(1+a21−a2)21+a22⋅sec2x⋅dx
Let, tanx=t
⇒sec2xdx=dt
⇒I=1+a22∫0∞t2+(1+a21−a2)2dt
⇒I=1+a22×(1+a21−a2)1[tan−1(1+a21−a2)t]0∞
⇒I=1−a22[tan−1(∞)−tan−1(0)]
⇒I=(1−a2)2[2π−0]
⇒I=1−a2π