Integral von $$$\cos^{3}{\left(x \right)}$$$

Der Rechner bestimmt das Integral/die Stammfunktion von $$$\cos^{3}{\left(x \right)}$$$ und zeigt die Rechenschritte an.

Verwandter Rechner: Rechner für bestimmte und uneigentliche Integrale

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Bestimme $$$\int \cos^{3}{\left(x \right)}\, dx$$$.

Lösung

Klammern Sie einen Kosinus aus und drücken Sie alles Übrige in Abhängigkeit vom Sinus aus, mithilfe der Formel $$$\cos^2\left(\alpha \right)=-\sin^2\left(\alpha \right)+1$$$ mit $$$\alpha=x$$$.:

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

Sei $$$u=\sin{\left(x \right)}$$$.

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

Also,

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

Gliedweise integrieren:

$${\color{red}{\int{\left(1 - u^{2}\right)d u}}} = {\color{red}{\left(\int{1 d u} - \int{u^{2} d u}\right)}}$$

Wenden Sie die Konstantenregel $$$\int c\, du = c u$$$ mit $$$c=1$$$ an:

$$- \int{u^{2} d u} + {\color{red}{\int{1 d u}}} = - \int{u^{2} d u} + {\color{red}{u}}$$

Wenden Sie die Potenzregel $$$\int u^{n}\, du = \frac{u^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$ mit $$$n=2$$$ an:

$$u - {\color{red}{\int{u^{2} d u}}}=u - {\color{red}{\frac{u^{1 + 2}}{1 + 2}}}=u - {\color{red}{\left(\frac{u^{3}}{3}\right)}}$$

Zur Erinnerung: $$$u=\sin{\left(x \right)}$$$:

$${\color{red}{u}} - \frac{{\color{red}{u}}^{3}}{3} = {\color{red}{\sin{\left(x \right)}}} - \frac{{\color{red}{\sin{\left(x \right)}}}^{3}}{3}$$

Daher,

$$\int{\cos^{3}{\left(x \right)} d x} = - \frac{\sin^{3}{\left(x \right)}}{3} + \sin{\left(x \right)}$$

Fügen Sie die Integrationskonstante hinzu:

$$\int{\cos^{3}{\left(x \right)} d x} = - \frac{\sin^{3}{\left(x \right)}}{3} + \sin{\left(x \right)}+C$$

Antwort

$$$\int \cos^{3}{\left(x \right)}\, dx = \left(- \frac{\sin^{3}{\left(x \right)}}{3} + \sin{\left(x \right)}\right) + C$$$A