Ολοκλήρωμα του $$$\sin{\left(3 x^{2} \right)}$$$

Βρείτε $$$\int \sin{\left(3 x^{2} \right)}\, dx$$$.

Έστω $$$u=\sqrt{3} x$$$.

Τότε $$$du=\left(\sqrt{3} x\right)^{\prime }dx = \sqrt{3} dx$$$ (τα βήματα παρουσιάζονται »), και έχουμε ότι $$$dx = \frac{\sqrt{3} du}{3}$$$.

Το ολοκλήρωμα μπορεί να επαναγραφεί ως

$${\color{red}{\int{\sin{\left(3 x^{2} \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{\sqrt{3} \sin{\left(u^{2} \right)}}{3} d u}}}$$

Εφαρμόστε τον κανόνα του σταθερού πολλαπλασίου $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ με $$$c=\frac{\sqrt{3}}{3}$$$ και $$$f{\left(u \right)} = \sin{\left(u^{2} \right)}$$$:

$${\color{red}{\int{\frac{\sqrt{3} \sin{\left(u^{2} \right)}}{3} d u}}} = {\color{red}{\left(\frac{\sqrt{3} \int{\sin{\left(u^{2} \right)} d u}}{3}\right)}}$$

Αυτό το ολοκλήρωμα (Ημιτονικό Ολοκλήρωμα Fresnel) δεν έχει κλειστή μορφή:

$$\frac{\sqrt{3} {\color{red}{\int{\sin{\left(u^{2} \right)} d u}}}}{3} = \frac{\sqrt{3} {\color{red}{\left(\frac{\sqrt{2} \sqrt{\pi} S\left(\frac{\sqrt{2} u}{\sqrt{\pi}}\right)}{2}\right)}}}{3}$$

Θυμηθείτε ότι $$$u=\sqrt{3} x$$$:

$$\frac{\sqrt{6} \sqrt{\pi} S\left(\frac{\sqrt{2} {\color{red}{u}}}{\sqrt{\pi}}\right)}{6} = \frac{\sqrt{6} \sqrt{\pi} S\left(\frac{\sqrt{2} {\color{red}{\sqrt{3} x}}}{\sqrt{\pi}}\right)}{6}$$

Επομένως,

$$\int{\sin{\left(3 x^{2} \right)} d x} = \frac{\sqrt{6} \sqrt{\pi} S\left(\frac{\sqrt{6} x}{\sqrt{\pi}}\right)}{6}$$

Προσθέστε τη σταθερά ολοκλήρωσης:

$$\int{\sin{\left(3 x^{2} \right)} d x} = \frac{\sqrt{6} \sqrt{\pi} S\left(\frac{\sqrt{6} x}{\sqrt{\pi}}\right)}{6}+C$$

$$$\int \sin{\left(3 x^{2} \right)}\, dx = \frac{\sqrt{6} \sqrt{\pi} S\left(\frac{\sqrt{6} x}{\sqrt{\pi}}\right)}{6} + C$$$A