Intégrale de $$$\cos{\left(5 t \right)} \cos{\left(10 t \right)}$$$

Déterminez $$$\int \cos{\left(5 t \right)} \cos{\left(10 t \right)}\, dt$$$.

Réécrivez l’intégrande à l’aide de la formule $$$\cos\left(\alpha \right)\cos\left(\beta \right)=\frac{1}{2} \cos\left(\alpha-\beta \right)+\frac{1}{2} \cos\left(\alpha+\beta \right)$$$ avec $$$\alpha=5 t$$$ et $$$\beta=10 t$$$:

$${\color{red}{\int{\cos{\left(5 t \right)} \cos{\left(10 t \right)} d t}}} = {\color{red}{\int{\left(\frac{\cos{\left(5 t \right)}}{2} + \frac{\cos{\left(15 t \right)}}{2}\right)d t}}}$$

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(t \right)}\, dt = c \int f{\left(t \right)}\, dt$$$ avec $$$c=\frac{1}{2}$$$ et $$$f{\left(t \right)} = \cos{\left(5 t \right)} + \cos{\left(15 t \right)}$$$ :

$${\color{red}{\int{\left(\frac{\cos{\left(5 t \right)}}{2} + \frac{\cos{\left(15 t \right)}}{2}\right)d t}}} = {\color{red}{\left(\frac{\int{\left(\cos{\left(5 t \right)} + \cos{\left(15 t \right)}\right)d t}}{2}\right)}}$$

Intégrez terme à terme:

$$\frac{{\color{red}{\int{\left(\cos{\left(5 t \right)} + \cos{\left(15 t \right)}\right)d t}}}}{2} = \frac{{\color{red}{\left(\int{\cos{\left(5 t \right)} d t} + \int{\cos{\left(15 t \right)} d t}\right)}}}{2}$$

Soit $$$u=5 t$$$.

Alors $$$du=\left(5 t\right)^{\prime }dt = 5 dt$$$ (les étapes peuvent être vues »), et nous obtenons $$$dt = \frac{du}{5}$$$.

L’intégrale devient

$$\frac{\int{\cos{\left(15 t \right)} d t}}{2} + \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(5 t \right)} d t}}}}{2} = \frac{\int{\cos{\left(15 t \right)} d t}}{2} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{5} d u}}}}{2}$$

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ avec $$$c=\frac{1}{5}$$$ et $$$f{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}$$$ :

$$\frac{\int{\cos{\left(15 t \right)} d t}}{2} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{5} d u}}}}{2} = \frac{\int{\cos{\left(15 t \right)} d t}}{2} + \frac{{\color{red}{\left(\frac{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}{5}\right)}}}{2}$$

L’intégrale du cosinus est $$$\int{\cos{\left(u \right)} d u} = \sin{\left(u \right)}$$$ :

$$\frac{\int{\cos{\left(15 t \right)} d t}}{2} + \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}}}{10} = \frac{\int{\cos{\left(15 t \right)} d t}}{2} + \frac{{\color{red}{\sin{\left(u \right)}}}}{10}$$

Rappelons que $$$u=5 t$$$ :

$$\frac{\int{\cos{\left(15 t \right)} d t}}{2} + \frac{\sin{\left({\color{red}{u}} \right)}}{10} = \frac{\int{\cos{\left(15 t \right)} d t}}{2} + \frac{\sin{\left({\color{red}{\left(5 t\right)}} \right)}}{10}$$

Soit $$$u=15 t$$$.

Alors $$$du=\left(15 t\right)^{\prime }dt = 15 dt$$$ (les étapes peuvent être vues »), et nous obtenons $$$dt = \frac{du}{15}$$$.

L’intégrale peut être réécrite sous la forme

$$\frac{\sin{\left(5 t \right)}}{10} + \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(15 t \right)} d t}}}}{2} = \frac{\sin{\left(5 t \right)}}{10} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{15} d u}}}}{2}$$

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ avec $$$c=\frac{1}{15}$$$ et $$$f{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}$$$ :

$$\frac{\sin{\left(5 t \right)}}{10} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{15} d u}}}}{2} = \frac{\sin{\left(5 t \right)}}{10} + \frac{{\color{red}{\left(\frac{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}{15}\right)}}}{2}$$

L’intégrale du cosinus est $$$\int{\cos{\left(u \right)} d u} = \sin{\left(u \right)}$$$ :

$$\frac{\sin{\left(5 t \right)}}{10} + \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}}}{30} = \frac{\sin{\left(5 t \right)}}{10} + \frac{{\color{red}{\sin{\left(u \right)}}}}{30}$$

Rappelons que $$$u=15 t$$$ :

$$\frac{\sin{\left(5 t \right)}}{10} + \frac{\sin{\left({\color{red}{u}} \right)}}{30} = \frac{\sin{\left(5 t \right)}}{10} + \frac{\sin{\left({\color{red}{\left(15 t\right)}} \right)}}{30}$$

Par conséquent,

$$\int{\cos{\left(5 t \right)} \cos{\left(10 t \right)} d t} = \frac{\sin{\left(5 t \right)}}{10} + \frac{\sin{\left(15 t \right)}}{30}$$

Ajouter la constante d'intégration :

$$\int{\cos{\left(5 t \right)} \cos{\left(10 t \right)} d t} = \frac{\sin{\left(5 t \right)}}{10} + \frac{\sin{\left(15 t \right)}}{30}+C$$

$$$\int \cos{\left(5 t \right)} \cos{\left(10 t \right)}\, dt = \left(\frac{\sin{\left(5 t \right)}}{10} + \frac{\sin{\left(15 t \right)}}{30}\right) + C$$$A