Funktion $$$36 \cos^{2}{\left(\theta \right)}$$$ integraali
Aiheeseen liittyvä laskin: Määrättyjen ja epäoleellisten integraalien laskin
Syötteesi
Määritä $$$\int 36 \cos^{2}{\left(\theta \right)}\, d\theta$$$.
Ratkaisu
Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(\theta \right)}\, d\theta = c \int f{\left(\theta \right)}\, d\theta$$$ käyttäen $$$c=36$$$ ja $$$f{\left(\theta \right)} = \cos^{2}{\left(\theta \right)}$$$:
$${\color{red}{\int{36 \cos^{2}{\left(\theta \right)} d \theta}}} = {\color{red}{\left(36 \int{\cos^{2}{\left(\theta \right)} d \theta}\right)}}$$
Sovella potenssin alentamiskaavaa $$$\cos^{2}{\left(\alpha \right)} = \frac{\cos{\left(2 \alpha \right)}}{2} + \frac{1}{2}$$$ käyttäen $$$\alpha=\theta$$$:
$$36 {\color{red}{\int{\cos^{2}{\left(\theta \right)} d \theta}}} = 36 {\color{red}{\int{\left(\frac{\cos{\left(2 \theta \right)}}{2} + \frac{1}{2}\right)d \theta}}}$$
Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(\theta \right)}\, d\theta = c \int f{\left(\theta \right)}\, d\theta$$$ käyttäen $$$c=\frac{1}{2}$$$ ja $$$f{\left(\theta \right)} = \cos{\left(2 \theta \right)} + 1$$$:
$$36 {\color{red}{\int{\left(\frac{\cos{\left(2 \theta \right)}}{2} + \frac{1}{2}\right)d \theta}}} = 36 {\color{red}{\left(\frac{\int{\left(\cos{\left(2 \theta \right)} + 1\right)d \theta}}{2}\right)}}$$
Integroi termi kerrallaan:
$$18 {\color{red}{\int{\left(\cos{\left(2 \theta \right)} + 1\right)d \theta}}} = 18 {\color{red}{\left(\int{1 d \theta} + \int{\cos{\left(2 \theta \right)} d \theta}\right)}}$$
Sovella vakiosääntöä $$$\int c\, d\theta = c \theta$$$ käyttäen $$$c=1$$$:
$$18 \int{\cos{\left(2 \theta \right)} d \theta} + 18 {\color{red}{\int{1 d \theta}}} = 18 \int{\cos{\left(2 \theta \right)} d \theta} + 18 {\color{red}{\theta}}$$
Olkoon $$$u=2 \theta$$$.
Tällöin $$$du=\left(2 \theta\right)^{\prime }d\theta = 2 d\theta$$$ (vaiheet ovat nähtävissä ») ja saamme, että $$$d\theta = \frac{du}{2}$$$.
Integraali voidaan kirjoittaa muotoon
$$18 \theta + 18 {\color{red}{\int{\cos{\left(2 \theta \right)} d \theta}}} = 18 \theta + 18 {\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{2} d u}}}$$
Sovella vakiokertoimen sääntöä $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ käyttäen $$$c=\frac{1}{2}$$$ ja $$$f{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}$$$:
$$18 \theta + 18 {\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{2} d u}}} = 18 \theta + 18 {\color{red}{\left(\frac{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}{2}\right)}}$$
Kosinin integraali on $$$\int{\cos{\left(u \right)} d u} = \sin{\left(u \right)}$$$:
$$18 \theta + 9 {\color{red}{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}} = 18 \theta + 9 {\color{red}{\sin{\left(u \right)}}}$$
Muista, että $$$u=2 \theta$$$:
$$18 \theta + 9 \sin{\left({\color{red}{u}} \right)} = 18 \theta + 9 \sin{\left({\color{red}{\left(2 \theta\right)}} \right)}$$
Näin ollen,
$$\int{36 \cos^{2}{\left(\theta \right)} d \theta} = 18 \theta + 9 \sin{\left(2 \theta \right)}$$
Lisää integrointivakio:
$$\int{36 \cos^{2}{\left(\theta \right)} d \theta} = 18 \theta + 9 \sin{\left(2 \theta \right)}+C$$
Vastaus
$$$\int 36 \cos^{2}{\left(\theta \right)}\, d\theta = \left(18 \theta + 9 \sin{\left(2 \theta \right)}\right) + C$$$A