Funktion $$$\cos^{4}{\left(7 x \right)}$$$ integraali

Laskin löytää funktion $$$\cos^{4}{\left(7 x \right)}$$$ integraalin/alkufunktion ja näyttää vaiheet.

Aiheeseen liittyvä laskin: Määrättyjen ja epäoleellisten integraalien laskin

Kirjoita ilman differentiaaleja kuten $$$dx$$$, $$$dy$$$ jne.
Jätä tyhjäksi automaattista tunnistusta varten.

Jos laskin ei laskenut jotakin tai olet havainnut virheen tai sinulla on ehdotus tai palaute, ole hyvä ja ota meihin yhteyttä.

Syötteesi

Määritä $$$\int \cos^{4}{\left(7 x \right)}\, dx$$$.

Ratkaisu

Olkoon $$$u=7 x$$$.

Tällöin $$$du=\left(7 x\right)^{\prime }dx = 7 dx$$$ (vaiheet ovat nähtävissä ») ja saamme, että $$$dx = \frac{du}{7}$$$.

Integraali muuttuu muotoon

$${\color{red}{\int{\cos^{4}{\left(7 x \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{\cos^{4}{\left(u \right)}}{7} d u}}}$$

Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ käyttäen $$$c=\frac{1}{7}$$$ ja $$$f{\left(u \right)} = \cos^{4}{\left(u \right)}$$$:

$${\color{red}{\int{\frac{\cos^{4}{\left(u \right)}}{7} d u}}} = {\color{red}{\left(\frac{\int{\cos^{4}{\left(u \right)} d u}}{7}\right)}}$$

Sovella potenssin alentamiskaavaa $$$\cos^{4}{\left(\alpha \right)} = \frac{\cos{\left(2 \alpha \right)}}{2} + \frac{\cos{\left(4 \alpha \right)}}{8} + \frac{3}{8}$$$ käyttäen $$$\alpha= u $$$:

$$\frac{{\color{red}{\int{\cos^{4}{\left(u \right)} d u}}}}{7} = \frac{{\color{red}{\int{\left(\frac{\cos{\left(2 u \right)}}{2} + \frac{\cos{\left(4 u \right)}}{8} + \frac{3}{8}\right)d u}}}}{7}$$

Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ käyttäen $$$c=\frac{1}{8}$$$ ja $$$f{\left(u \right)} = 4 \cos{\left(2 u \right)} + \cos{\left(4 u \right)} + 3$$$:

$$\frac{{\color{red}{\int{\left(\frac{\cos{\left(2 u \right)}}{2} + \frac{\cos{\left(4 u \right)}}{8} + \frac{3}{8}\right)d u}}}}{7} = \frac{{\color{red}{\left(\frac{\int{\left(4 \cos{\left(2 u \right)} + \cos{\left(4 u \right)} + 3\right)d u}}{8}\right)}}}{7}$$

Integroi termi kerrallaan:

$$\frac{{\color{red}{\int{\left(4 \cos{\left(2 u \right)} + \cos{\left(4 u \right)} + 3\right)d u}}}}{56} = \frac{{\color{red}{\left(\int{3 d u} + \int{4 \cos{\left(2 u \right)} d u} + \int{\cos{\left(4 u \right)} d u}\right)}}}{56}$$

Sovella vakiosääntöä $$$\int c\, du = c u$$$ käyttäen $$$c=3$$$:

$$\frac{\int{4 \cos{\left(2 u \right)} d u}}{56} + \frac{\int{\cos{\left(4 u \right)} d u}}{56} + \frac{{\color{red}{\int{3 d u}}}}{56} = \frac{\int{4 \cos{\left(2 u \right)} d u}}{56} + \frac{\int{\cos{\left(4 u \right)} d u}}{56} + \frac{{\color{red}{\left(3 u\right)}}}{56}$$

Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ käyttäen $$$c=4$$$ ja $$$f{\left(u \right)} = \cos{\left(2 u \right)}$$$:

$$\frac{3 u}{56} + \frac{\int{\cos{\left(4 u \right)} d u}}{56} + \frac{{\color{red}{\int{4 \cos{\left(2 u \right)} d u}}}}{56} = \frac{3 u}{56} + \frac{\int{\cos{\left(4 u \right)} d u}}{56} + \frac{{\color{red}{\left(4 \int{\cos{\left(2 u \right)} d u}\right)}}}{56}$$

Olkoon $$$v=2 u$$$.

Tällöin $$$dv=\left(2 u\right)^{\prime }du = 2 du$$$ (vaiheet ovat nähtävissä ») ja saamme, että $$$du = \frac{dv}{2}$$$.

Siis,

$$\frac{3 u}{56} + \frac{\int{\cos{\left(4 u \right)} d u}}{56} + \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(2 u \right)} d u}}}}{14} = \frac{3 u}{56} + \frac{\int{\cos{\left(4 u \right)} d u}}{56} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(v \right)}}{2} d v}}}}{14}$$

Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(v \right)}\, dv = c \int f{\left(v \right)}\, dv$$$ käyttäen $$$c=\frac{1}{2}$$$ ja $$$f{\left(v \right)} = \cos{\left(v \right)}$$$:

$$\frac{3 u}{56} + \frac{\int{\cos{\left(4 u \right)} d u}}{56} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(v \right)}}{2} d v}}}}{14} = \frac{3 u}{56} + \frac{\int{\cos{\left(4 u \right)} d u}}{56} + \frac{{\color{red}{\left(\frac{\int{\cos{\left(v \right)} d v}}{2}\right)}}}{14}$$

Kosinin integraali on $$$\int{\cos{\left(v \right)} d v} = \sin{\left(v \right)}$$$:

$$\frac{3 u}{56} + \frac{\int{\cos{\left(4 u \right)} d u}}{56} + \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(v \right)} d v}}}}{28} = \frac{3 u}{56} + \frac{\int{\cos{\left(4 u \right)} d u}}{56} + \frac{{\color{red}{\sin{\left(v \right)}}}}{28}$$

Muista, että $$$v=2 u$$$:

$$\frac{3 u}{56} + \frac{\int{\cos{\left(4 u \right)} d u}}{56} + \frac{\sin{\left({\color{red}{v}} \right)}}{28} = \frac{3 u}{56} + \frac{\int{\cos{\left(4 u \right)} d u}}{56} + \frac{\sin{\left({\color{red}{\left(2 u\right)}} \right)}}{28}$$

Olkoon $$$v=4 u$$$.

Tällöin $$$dv=\left(4 u\right)^{\prime }du = 4 du$$$ (vaiheet ovat nähtävissä ») ja saamme, että $$$du = \frac{dv}{4}$$$.

Näin ollen,

$$\frac{3 u}{56} + \frac{\sin{\left(2 u \right)}}{28} + \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(4 u \right)} d u}}}}{56} = \frac{3 u}{56} + \frac{\sin{\left(2 u \right)}}{28} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(v \right)}}{4} d v}}}}{56}$$

Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(v \right)}\, dv = c \int f{\left(v \right)}\, dv$$$ käyttäen $$$c=\frac{1}{4}$$$ ja $$$f{\left(v \right)} = \cos{\left(v \right)}$$$:

$$\frac{3 u}{56} + \frac{\sin{\left(2 u \right)}}{28} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(v \right)}}{4} d v}}}}{56} = \frac{3 u}{56} + \frac{\sin{\left(2 u \right)}}{28} + \frac{{\color{red}{\left(\frac{\int{\cos{\left(v \right)} d v}}{4}\right)}}}{56}$$

Kosinin integraali on $$$\int{\cos{\left(v \right)} d v} = \sin{\left(v \right)}$$$:

$$\frac{3 u}{56} + \frac{\sin{\left(2 u \right)}}{28} + \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(v \right)} d v}}}}{224} = \frac{3 u}{56} + \frac{\sin{\left(2 u \right)}}{28} + \frac{{\color{red}{\sin{\left(v \right)}}}}{224}$$

Muista, että $$$v=4 u$$$:

$$\frac{3 u}{56} + \frac{\sin{\left(2 u \right)}}{28} + \frac{\sin{\left({\color{red}{v}} \right)}}{224} = \frac{3 u}{56} + \frac{\sin{\left(2 u \right)}}{28} + \frac{\sin{\left({\color{red}{\left(4 u\right)}} \right)}}{224}$$

Muista, että $$$u=7 x$$$:

$$\frac{\sin{\left(2 {\color{red}{u}} \right)}}{28} + \frac{\sin{\left(4 {\color{red}{u}} \right)}}{224} + \frac{3 {\color{red}{u}}}{56} = \frac{\sin{\left(2 {\color{red}{\left(7 x\right)}} \right)}}{28} + \frac{\sin{\left(4 {\color{red}{\left(7 x\right)}} \right)}}{224} + \frac{3 {\color{red}{\left(7 x\right)}}}{56}$$

Näin ollen,

$$\int{\cos^{4}{\left(7 x \right)} d x} = \frac{3 x}{8} + \frac{\sin{\left(14 x \right)}}{28} + \frac{\sin{\left(28 x \right)}}{224}$$

Sievennä:

$$\int{\cos^{4}{\left(7 x \right)} d x} = \frac{84 x + 8 \sin{\left(14 x \right)} + \sin{\left(28 x \right)}}{224}$$

Lisää integrointivakio:

$$\int{\cos^{4}{\left(7 x \right)} d x} = \frac{84 x + 8 \sin{\left(14 x \right)} + \sin{\left(28 x \right)}}{224}+C$$

Vastaus

$$$\int \cos^{4}{\left(7 x \right)}\, dx = \frac{84 x + 8 \sin{\left(14 x \right)} + \sin{\left(28 x \right)}}{224} + C$$$A