Ako nájdem integrálny int (x ^ 2 * sin (pix)) dx?

Ako nájdem integrálny int (x ^ 2 * sin (pix)) dx?
Anonim

Použitie integrácie pomocou častí,

# Intx ^ 2sinpixdx #

#=#

# (- 1 / pi) x ^ 2cospix + ((2) / pi ^ 2) xsinpix + (2 / pi ^ 3) cospix + C #

Nezabudnite, že integrácia podľa častí používa vzorec:

# # Intu # # Dv = #uv - intv # # Du #

Ktorý je založený na produkte pravidlo pre deriváty: t

#uv = vdu + udv #

Aby sme mohli použiť tento vzorec, musíme sa rozhodnúť, ktorý termín bude # U #a ktorý bude # # Dv, Užitočný spôsob, ako zistiť, ktorý termín ide, kde je MEŠKÁM metóda.

Inverzný Trig

logaritmy

algebra

zaraziť

exponentials

To vám dáva poradie priorít, pre ktoré sa termín používa.# U #", takže všetko, čo zostane, sa stane naším." # # Dv, Naša funkcia obsahuje # X ^ 2 # a # # Sinpix, takže metóda ILATE nám to hovorí # X ^ 2 # by mali byť použité ako naše # U #, pretože je algebraické a vyššie na zozname ako # # Sinpix, čo je trig.

Teraz máme:

#u = x ^ 2 #, #dv = sinpix #

Ďalšie položky, ktoré potrebujeme vo vzorci sú "# Du #"a"# V #", ktoré získame nájdením derivácie"# U #"a integrál"# # Dv'.

Derivát sa získa pomocou pravidla napájania:

# d / dxx ^ 2 = 2x = du #

Pre integrál môžeme použiť substitúciu.

použitím #w = pix #skončíme s # (- 1 / pi) cosw #

Teraz máme:

#du = 2x dx #, #v = ## (- 1 / pi) cospix #

Pripojením k nášmu pôvodnému vzorcu Integration by Parts máme:

# # Intu # # Dv = #uv - intv # # Du #

#=#

# intx ^ 2sinpixdx = (-1 / pi) x ^ 2cospix - (-1 / pi) int2xcospixdx #

Teraz nám zostáva ďalší integrál, ktorý musíme ešte raz vyriešiť integráciou častí. Ťahaním za #2# Z integrálu sme ponechaní #u = x #, #dv = cospix #, Ak prejdeme rovnakým procesom predtým, dostaneme:

#intxcospixdx = (1 / pi) xsinpix - (1 / pi) intsinpixdx #

Tento posledný integrál môžeme vyriešiť posledným kolom substitúcie, ktoré nám dáva:

# (1 / pi) intsinpixdx = (-1 / pi ^ 2) cospix #

Umiestnením všetkého, čo sme spolu našli, máme teraz:

# (- 1 / pi) x ^ 2cospix - (-2 / pi) (1 / pi) xsinpix - (-1 / pi ^ 2) cospix #

Teraz môžeme zjednodušiť negatívy a zátvorky, aby sme získali konečnú odpoveď:

# intx ^ 2sinpixdx = #

# (- 1 / pi) x ^ 2cospix + ((2) / pi ^ 2) xsinpix + (2 / pi ^ 3) cospix + C #

Kľúčom je pamätať na to, že skončíte s reťazcom viacerých výrazov, ktoré sa pridávajú alebo odčítajú. Neustále rozdeľujete integrál na menšie, zvládnuteľné časti, ktoré musíte sledovať pre konečnú odpoveď.