Int(cos(x))^ 4 dxとは何ですか?

Int(cos(x))^ 4 dxとは何ですか?
Anonim

回答:

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

説明:

最初は本当に厄介な積分であるように見えますが、実際にはトリガのアイデンティティを利用して、この積分をよりよく知っている一連の単純な積分に分解することができます。

私たちが使用するアイデンティティは次のとおりです。

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

これにより、式を次のように操作できます。

#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#

括弧の内側のcos ^ 2(2x)を削除するために、もう一度ルールを適用することができます。

#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#

今、私たちは実際にはかなり単純な統合問題を抱えているので、積分を括弧内に分配することができます。

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

これらの三角積分はそれぞれ、次の単純な規則で処理されます。 #int cos(ax)dx = 1 / sin(ax)#.

したがって、

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

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