Integral von $$$\sin{\left(x \right)} \sin{\left(2 x \right)} \tan{\left(1 \right)}$$$

Der Rechner bestimmt das Integral/die Stammfunktion von $$$\sin{\left(x \right)} \sin{\left(2 x \right)} \tan{\left(1 \right)}$$$ und zeigt die Rechenschritte an.

Verwandter Rechner: Rechner für bestimmte und uneigentliche Integrale

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Bestimme $$$\int \sin{\left(x \right)} \sin{\left(2 x \right)} \tan{\left(1 \right)}\, dx$$$.

Die trigonometrischen Funktionen erwarten das Argument im Bogenmaß. Um das Argument in Grad einzugeben, multiplizieren Sie es mit pi/180, z. B. schreiben Sie 45° als 45*pi/180, oder verwenden Sie die entsprechende Funktion, indem Sie ein 'd' anhängen, z. B. schreiben Sie sin(45°) als sind(45).

Lösung

Schreibe $$$\sin\left(x \right)\sin\left(2 x \right)$$$ mithilfe der Formel $$$\sin\left(\alpha \right)\sin\left(\beta \right)=\frac{1}{2} \cos\left(\alpha-\beta \right)-\frac{1}{2} \cos\left(\alpha+\beta \right)$$$ mit $$$\alpha=x$$$ und $$$\beta=2 x$$$ um:

$${\color{red}{\int{\sin{\left(x \right)} \sin{\left(2 x \right)} \tan{\left(1 \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(\frac{\cos{\left(x \right)}}{2} - \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{2}\right) \tan{\left(1 \right)} d x}}}$$

Expandiere den Ausdruck:

$${\color{red}{\int{\left(\frac{\cos{\left(x \right)}}{2} - \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{2}\right) \tan{\left(1 \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(\frac{\cos{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)}}{2} - \frac{\cos{\left(3 x \right)} \tan{\left(1 \right)}}{2}\right)d x}}}$$

Wende die Konstantenfaktorregel $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ mit $$$c=\frac{1}{2}$$$ und $$$f{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)} - \cos{\left(3 x \right)} \tan{\left(1 \right)}$$$ an:

$${\color{red}{\int{\left(\frac{\cos{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)}}{2} - \frac{\cos{\left(3 x \right)} \tan{\left(1 \right)}}{2}\right)d x}}} = {\color{red}{\left(\frac{\int{\left(\cos{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)} - \cos{\left(3 x \right)} \tan{\left(1 \right)}\right)d x}}{2}\right)}}$$

Gliedweise integrieren:

$$\frac{{\color{red}{\int{\left(\cos{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)} - \cos{\left(3 x \right)} \tan{\left(1 \right)}\right)d x}}}}{2} = \frac{{\color{red}{\left(\int{\cos{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)} d x} - \int{\cos{\left(3 x \right)} \tan{\left(1 \right)} d x}\right)}}}{2}$$

Wende die Konstantenfaktorregel $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ mit $$$c=\tan{\left(1 \right)}$$$ und $$$f{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)}$$$ an:

$$- \frac{\int{\cos{\left(3 x \right)} \tan{\left(1 \right)} d x}}{2} + \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)} d x}}}}{2} = - \frac{\int{\cos{\left(3 x \right)} \tan{\left(1 \right)} d x}}{2} + \frac{{\color{red}{\tan{\left(1 \right)} \int{\cos{\left(x \right)} d x}}}}{2}$$

Das Integral des Kosinus ist $$$\int{\cos{\left(x \right)} d x} = \sin{\left(x \right)}$$$:

$$- \frac{\int{\cos{\left(3 x \right)} \tan{\left(1 \right)} d x}}{2} + \frac{\tan{\left(1 \right)} {\color{red}{\int{\cos{\left(x \right)} d x}}}}{2} = - \frac{\int{\cos{\left(3 x \right)} \tan{\left(1 \right)} d x}}{2} + \frac{\tan{\left(1 \right)} {\color{red}{\sin{\left(x \right)}}}}{2}$$

Wende die Konstantenfaktorregel $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ mit $$$c=\tan{\left(1 \right)}$$$ und $$$f{\left(x \right)} = \cos{\left(3 x \right)}$$$ an:

$$\frac{\sin{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)}}{2} - \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(3 x \right)} \tan{\left(1 \right)} d x}}}}{2} = \frac{\sin{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)}}{2} - \frac{{\color{red}{\tan{\left(1 \right)} \int{\cos{\left(3 x \right)} d x}}}}{2}$$

Sei $$$u=3 x$$$.

Dann $$$du=\left(3 x\right)^{\prime }dx = 3 dx$$$ (die Schritte sind » zu sehen), und es gilt $$$dx = \frac{du}{3}$$$.

Daher,

$$\frac{\sin{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)}}{2} - \frac{\tan{\left(1 \right)} {\color{red}{\int{\cos{\left(3 x \right)} d x}}}}{2} = \frac{\sin{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)}}{2} - \frac{\tan{\left(1 \right)} {\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{3} d u}}}}{2}$$

Wende die Konstantenfaktorregel $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ mit $$$c=\frac{1}{3}$$$ und $$$f{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}$$$ an:

$$\frac{\sin{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)}}{2} - \frac{\tan{\left(1 \right)} {\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{3} d u}}}}{2} = \frac{\sin{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)}}{2} - \frac{\tan{\left(1 \right)} {\color{red}{\left(\frac{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}{3}\right)}}}{2}$$

Das Integral des Kosinus ist $$$\int{\cos{\left(u \right)} d u} = \sin{\left(u \right)}$$$:

$$\frac{\sin{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)}}{2} - \frac{\tan{\left(1 \right)} {\color{red}{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}}}{6} = \frac{\sin{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)}}{2} - \frac{\tan{\left(1 \right)} {\color{red}{\sin{\left(u \right)}}}}{6}$$

Zur Erinnerung: $$$u=3 x$$$:

$$\frac{\sin{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)}}{2} - \frac{\tan{\left(1 \right)} \sin{\left({\color{red}{u}} \right)}}{6} = \frac{\sin{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)}}{2} - \frac{\tan{\left(1 \right)} \sin{\left({\color{red}{\left(3 x\right)}} \right)}}{6}$$

Daher,

$$\int{\sin{\left(x \right)} \sin{\left(2 x \right)} \tan{\left(1 \right)} d x} = \frac{\sin{\left(x \right)} \tan{\left(1 \right)}}{2} - \frac{\sin{\left(3 x \right)} \tan{\left(1 \right)}}{6}$$

Vereinfachen:

$$\int{\sin{\left(x \right)} \sin{\left(2 x \right)} \tan{\left(1 \right)} d x} = \frac{\left(3 \sin{\left(x \right)} - \sin{\left(3 x \right)}\right) \tan{\left(1 \right)}}{6}$$

Fügen Sie die Integrationskonstante hinzu:

$$\int{\sin{\left(x \right)} \sin{\left(2 x \right)} \tan{\left(1 \right)} d x} = \frac{\left(3 \sin{\left(x \right)} - \sin{\left(3 x \right)}\right) \tan{\left(1 \right)}}{6}+C$$

Antwort

$$$\int \sin{\left(x \right)} \sin{\left(2 x \right)} \tan{\left(1 \right)}\, dx = \frac{\left(3 \sin{\left(x \right)} - \sin{\left(3 x \right)}\right) \tan{\left(1 \right)}}{6} + C$$$A


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