Apa itu int (cos (x)) ^ 4 dx?

Apa itu int (cos (x)) ^ 4 dx?
Anonim

Menjawab:

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

Penjelasan:

Walaupun awalnya tampak sebagai integral yang sangat menjengkelkan, kita sebenarnya dapat mengeksploitasi identitas trigonometri untuk memecah integral ini menjadi serangkaian integral sederhana yang lebih kita kenal.

Identitas yang akan kita gunakan adalah:

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

Ini memungkinkan kita memanipulasi persamaan kita sebagai berikut:

#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 #

Kita sekarang dapat menerapkan aturan kita lagi untuk menghilangkan cos ^ 2 (2x) di dalam tanda kurung:

# 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 #

Sekarang kami sebenarnya memiliki masalah integrasi yang cukup sederhana, kami dapat mendistribusikan integral ke dalam tanda kurung kami sehingga:

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

Masing-masing integral trigonometri ini ditangani dengan aturan sederhana itu #int cos (ax) dx = 1 / a sin (ax) #.

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

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