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

Laskin löytää funktion $$$\sin^{4}{\left(x \right)} \cos^{4}{\left(x \right)}$$$ 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 $$$\int \sin^{4}{\left(x \right)} \cos^{4}{\left(x \right)}\, dx$$$.

Ratkaisu

Kirjoita integroituva uudelleen käyttäen kaksinkertaisen kulman kaavaa $$$\sin\left(x \right)\cos\left(x \right)=\frac{1}{2}\sin\left( 2 x \right)$$$:

$${\color{red}{\int{\sin^{4}{\left(x \right)} \cos^{4}{\left(x \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{\sin^{4}{\left(2 x \right)}}{16} d x}}}$$

Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ käyttäen $$$c=\frac{1}{16}$$$ ja $$$f{\left(x \right)} = \sin^{4}{\left(2 x \right)}$$$:

$${\color{red}{\int{\frac{\sin^{4}{\left(2 x \right)}}{16} d x}}} = {\color{red}{\left(\frac{\int{\sin^{4}{\left(2 x \right)} d x}}{16}\right)}}$$

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

$$\frac{{\color{red}{\int{\sin^{4}{\left(2 x \right)} d x}}}}{16} = \frac{{\color{red}{\int{\left(- \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{2} + \frac{\cos{\left(8 x \right)}}{8} + \frac{3}{8}\right)d x}}}}{16}$$

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

$$\frac{{\color{red}{\int{\left(- \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{2} + \frac{\cos{\left(8 x \right)}}{8} + \frac{3}{8}\right)d x}}}}{16} = \frac{{\color{red}{\left(\frac{\int{\left(- 4 \cos{\left(4 x \right)} + \cos{\left(8 x \right)} + 3\right)d x}}{8}\right)}}}{16}$$

Integroi termi kerrallaan:

$$\frac{{\color{red}{\int{\left(- 4 \cos{\left(4 x \right)} + \cos{\left(8 x \right)} + 3\right)d x}}}}{128} = \frac{{\color{red}{\left(\int{3 d x} - \int{4 \cos{\left(4 x \right)} d x} + \int{\cos{\left(8 x \right)} d x}\right)}}}{128}$$

Sovella vakiosääntöä $$$\int c\, dx = c x$$$ käyttäen $$$c=3$$$:

$$- \frac{\int{4 \cos{\left(4 x \right)} d x}}{128} + \frac{\int{\cos{\left(8 x \right)} d x}}{128} + \frac{{\color{red}{\int{3 d x}}}}{128} = - \frac{\int{4 \cos{\left(4 x \right)} d x}}{128} + \frac{\int{\cos{\left(8 x \right)} d x}}{128} + \frac{{\color{red}{\left(3 x\right)}}}{128}$$

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

$$\frac{3 x}{128} + \frac{\int{\cos{\left(8 x \right)} d x}}{128} - \frac{{\color{red}{\int{4 \cos{\left(4 x \right)} d x}}}}{128} = \frac{3 x}{128} + \frac{\int{\cos{\left(8 x \right)} d x}}{128} - \frac{{\color{red}{\left(4 \int{\cos{\left(4 x \right)} d x}\right)}}}{128}$$

Olkoon $$$u=4 x$$$.

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

Integraali muuttuu muotoon

$$\frac{3 x}{128} + \frac{\int{\cos{\left(8 x \right)} d x}}{128} - \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(4 x \right)} d x}}}}{32} = \frac{3 x}{128} + \frac{\int{\cos{\left(8 x \right)} d x}}{128} - \frac{{\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{4} d u}}}}{32}$$

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

$$\frac{3 x}{128} + \frac{\int{\cos{\left(8 x \right)} d x}}{128} - \frac{{\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{4} d u}}}}{32} = \frac{3 x}{128} + \frac{\int{\cos{\left(8 x \right)} d x}}{128} - \frac{{\color{red}{\left(\frac{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}{4}\right)}}}{32}$$

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

$$\frac{3 x}{128} + \frac{\int{\cos{\left(8 x \right)} d x}}{128} - \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}}}{128} = \frac{3 x}{128} + \frac{\int{\cos{\left(8 x \right)} d x}}{128} - \frac{{\color{red}{\sin{\left(u \right)}}}}{128}$$

Muista, että $$$u=4 x$$$:

$$\frac{3 x}{128} + \frac{\int{\cos{\left(8 x \right)} d x}}{128} - \frac{\sin{\left({\color{red}{u}} \right)}}{128} = \frac{3 x}{128} + \frac{\int{\cos{\left(8 x \right)} d x}}{128} - \frac{\sin{\left({\color{red}{\left(4 x\right)}} \right)}}{128}$$

Olkoon $$$u=8 x$$$.

Tällöin $$$du=\left(8 x\right)^{\prime }dx = 8 dx$$$ (vaiheet ovat nähtävissä ») ja saamme, että $$$dx = \frac{du}{8}$$$.

Näin ollen,

$$\frac{3 x}{128} - \frac{\sin{\left(4 x \right)}}{128} + \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(8 x \right)} d x}}}}{128} = \frac{3 x}{128} - \frac{\sin{\left(4 x \right)}}{128} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{8} d u}}}}{128}$$

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

$$\frac{3 x}{128} - \frac{\sin{\left(4 x \right)}}{128} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{8} d u}}}}{128} = \frac{3 x}{128} - \frac{\sin{\left(4 x \right)}}{128} + \frac{{\color{red}{\left(\frac{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}{8}\right)}}}{128}$$

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

$$\frac{3 x}{128} - \frac{\sin{\left(4 x \right)}}{128} + \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}}}{1024} = \frac{3 x}{128} - \frac{\sin{\left(4 x \right)}}{128} + \frac{{\color{red}{\sin{\left(u \right)}}}}{1024}$$

Muista, että $$$u=8 x$$$:

$$\frac{3 x}{128} - \frac{\sin{\left(4 x \right)}}{128} + \frac{\sin{\left({\color{red}{u}} \right)}}{1024} = \frac{3 x}{128} - \frac{\sin{\left(4 x \right)}}{128} + \frac{\sin{\left({\color{red}{\left(8 x\right)}} \right)}}{1024}$$

Näin ollen,

$$\int{\sin^{4}{\left(x \right)} \cos^{4}{\left(x \right)} d x} = \frac{3 x}{128} - \frac{\sin{\left(4 x \right)}}{128} + \frac{\sin{\left(8 x \right)}}{1024}$$

Sievennä:

$$\int{\sin^{4}{\left(x \right)} \cos^{4}{\left(x \right)} d x} = \frac{24 x - 8 \sin{\left(4 x \right)} + \sin{\left(8 x \right)}}{1024}$$

Lisää integrointivakio:

$$\int{\sin^{4}{\left(x \right)} \cos^{4}{\left(x \right)} d x} = \frac{24 x - 8 \sin{\left(4 x \right)} + \sin{\left(8 x \right)}}{1024}+C$$

Vastaus

$$$\int \sin^{4}{\left(x \right)} \cos^{4}{\left(x \right)}\, dx = \frac{24 x - 8 \sin{\left(4 x \right)} + \sin{\left(8 x \right)}}{1024} + C$$$A


Please try a new game Rotatly