Kaj je int (cos (x)) ^ 4 dx?

Kaj je int (cos (x)) ^ 4 dx?
Anonim

Odgovor:

#int (cos (x)) ^ 4 dx = 1/32 12x + 8sin (2x) + sin (4x) #

Pojasnilo:

Čeprav se sprva zdi, da je resnično nadležen integral, lahko dejansko izkoristimo trigonomske identitete, da bi ta sestavni del razbili v niz enostavnih integralov, s katerimi smo bolj seznanjeni.

Identiteta, ki jo bomo uporabljali, je:

# cos ^ 2 (x) = (1 + cos (2x)) / 2 #

To nam omogoča manipulacijo naše enačbe kot take:

#int cos ^ 4 (x) dx = int (1 + cos (2x)) / 2 * (1 + cos (2x)) / 2dx #

# = 1/4 int (1 + cos (2x)) (1 + cos (2x)) dx #

# = 1 / 4int (1+ 2cos (2x) + cos ^ 2 (2x)) dx #

Zdaj lahko znova uporabimo naše pravilo, da odstranimo cos ^ 2 (2x) v oklepaju:

# 1 / 4int (1+ 2cos (2x) + cos ^ 2 (2x)) dx #

# = 1 / 4int (1+ 2cos (2x) + (1 + cos (4x)) / 2) dx #

# = 1 / 8int (2+ 4cos (2x) + 1 + cos (4x)) dx #

# = 1 / 8int (3+ 4cos (2x) + cos (4x)) dx #

Zdaj imamo dejansko dokaj preprost integracijski problem, ki ga lahko razdelimo v našo oklepaju tako, da:

# = 1/8 int3dx + 4intcos (2x) dx + intcos (4x) dx #

Vsak od teh trigonovih integralov se obravnava s preprostim pravilom #int cos (ax) dx = 1 / a sin (sekira) #.

Tako

# = 1/8 3x + 2 sin (2x) + 1/4 sin (4x) #

# = 1/32 12x + 8sin (2x) + sin (4x) #