Ολοκλήρωμα του $$$81 \cos^{2}{\left(x \right)}$$$

Βρείτε $$$\int 81 \cos^{2}{\left(x \right)}\, dx$$$.

Εφαρμόστε τον κανόνα του σταθερού πολλαπλασίου $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ με $$$c=81$$$ και $$$f{\left(x \right)} = \cos^{2}{\left(x \right)}$$$:

$${\color{red}{\int{81 \cos^{2}{\left(x \right)} d x}}} = {\color{red}{\left(81 \int{\cos^{2}{\left(x \right)} d x}\right)}}$$

Εφαρμόστε τον τύπο υποβιβασμού δυνάμεων $$$\cos^{2}{\left(\alpha \right)} = \frac{\cos{\left(2 \alpha \right)}}{2} + \frac{1}{2}$$$ με $$$\alpha=x$$$:

$$81 {\color{red}{\int{\cos^{2}{\left(x \right)} d x}}} = 81 {\color{red}{\int{\left(\frac{\cos{\left(2 x \right)}}{2} + \frac{1}{2}\right)d x}}}$$

Εφαρμόστε τον κανόνα του σταθερού πολλαπλασίου $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ με $$$c=\frac{1}{2}$$$ και $$$f{\left(x \right)} = \cos{\left(2 x \right)} + 1$$$:

$$81 {\color{red}{\int{\left(\frac{\cos{\left(2 x \right)}}{2} + \frac{1}{2}\right)d x}}} = 81 {\color{red}{\left(\frac{\int{\left(\cos{\left(2 x \right)} + 1\right)d x}}{2}\right)}}$$

Ολοκληρώστε όρο προς όρο:

$$\frac{81 {\color{red}{\int{\left(\cos{\left(2 x \right)} + 1\right)d x}}}}{2} = \frac{81 {\color{red}{\left(\int{1 d x} + \int{\cos{\left(2 x \right)} d x}\right)}}}{2}$$

Εφαρμόστε τον κανόνα της σταθεράς $$$\int c\, dx = c x$$$ με $$$c=1$$$:

$$\frac{81 \int{\cos{\left(2 x \right)} d x}}{2} + \frac{81 {\color{red}{\int{1 d x}}}}{2} = \frac{81 \int{\cos{\left(2 x \right)} d x}}{2} + \frac{81 {\color{red}{x}}}{2}$$

Έστω $$$u=2 x$$$.

Τότε $$$du=\left(2 x\right)^{\prime }dx = 2 dx$$$ (τα βήματα παρουσιάζονται »), και έχουμε ότι $$$dx = \frac{du}{2}$$$.

Το ολοκλήρωμα γίνεται

$$\frac{81 x}{2} + \frac{81 {\color{red}{\int{\cos{\left(2 x \right)} d x}}}}{2} = \frac{81 x}{2} + \frac{81 {\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{2} d u}}}}{2}$$

Εφαρμόστε τον κανόνα του σταθερού πολλαπλασίου $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ με $$$c=\frac{1}{2}$$$ και $$$f{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}$$$:

$$\frac{81 x}{2} + \frac{81 {\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{2} d u}}}}{2} = \frac{81 x}{2} + \frac{81 {\color{red}{\left(\frac{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}{2}\right)}}}{2}$$

Το ολοκλήρωμα του συνημιτόνου είναι $$$\int{\cos{\left(u \right)} d u} = \sin{\left(u \right)}$$$:

$$\frac{81 x}{2} + \frac{81 {\color{red}{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}}}{4} = \frac{81 x}{2} + \frac{81 {\color{red}{\sin{\left(u \right)}}}}{4}$$

Θυμηθείτε ότι $$$u=2 x$$$:

$$\frac{81 x}{2} + \frac{81 \sin{\left({\color{red}{u}} \right)}}{4} = \frac{81 x}{2} + \frac{81 \sin{\left({\color{red}{\left(2 x\right)}} \right)}}{4}$$

Επομένως,

$$\int{81 \cos^{2}{\left(x \right)} d x} = \frac{81 x}{2} + \frac{81 \sin{\left(2 x \right)}}{4}$$

Απλοποιήστε:

$$\int{81 \cos^{2}{\left(x \right)} d x} = \frac{81 \left(2 x + \sin{\left(2 x \right)}\right)}{4}$$

Προσθέστε τη σταθερά ολοκλήρωσης:

$$\int{81 \cos^{2}{\left(x \right)} d x} = \frac{81 \left(2 x + \sin{\left(2 x \right)}\right)}{4}+C$$

$$$\int 81 \cos^{2}{\left(x \right)}\, dx = \frac{81 \left(2 x + \sin{\left(2 x \right)}\right)}{4} + C$$$A