Intégrale de $$$- 2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(2 x \right)}$$$

Déterminez $$$\int \left(- 2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(2 x \right)}\right)\, dx$$$.

Réécrivez $$$\sin\left(x \right)\cos\left(2 x \right)$$$ à l'aide de la formule $$$\sin\left(\alpha \right)\cos\left(\beta \right)=\frac{1}{2} \sin\left(\alpha-\beta \right)+\frac{1}{2} \sin\left(\alpha+\beta \right)$$$ avec $$$\alpha=x$$$ et $$$\beta=2 x$$$:

$${\color{red}{\int{\left(- 2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(2 x \right)}\right)d x}}} = {\color{red}{\int{\left(\sin{\left(x \right)} - \sin{\left(3 x \right)}\right)d x}}}$$

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ avec $$$c=\frac{1}{2}$$$ et $$$f{\left(x \right)} = 2 \sin{\left(x \right)} - 2 \sin{\left(3 x \right)}$$$ :

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

Intégrez terme à terme:

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

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ avec $$$c=2$$$ et $$$f{\left(x \right)} = \sin{\left(3 x \right)}$$$ :

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

Soit $$$u=3 x$$$.

Alors $$$du=\left(3 x\right)^{\prime }dx = 3 dx$$$ (les étapes peuvent être vues »), et nous obtenons $$$dx = \frac{du}{3}$$$.

Ainsi,

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

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ avec $$$c=\frac{1}{3}$$$ et $$$f{\left(u \right)} = \sin{\left(u \right)}$$$ :

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

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

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

Rappelons que $$$u=3 x$$$ :

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

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ avec $$$c=2$$$ et $$$f{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)}$$$ :

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

L’intégrale du sinus est $$$\int{\sin{\left(x \right)} d x} = - \cos{\left(x \right)}$$$ :

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

Par conséquent,

$$\int{\left(- 2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(2 x \right)}\right)d x} = - \cos{\left(x \right)} + \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{3}$$

Ajouter la constante d'intégration :

$$\int{\left(- 2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(2 x \right)}\right)d x} = - \cos{\left(x \right)} + \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{3}+C$$

$$$\int \left(- 2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(2 x \right)}\right)\, dx = \left(- \cos{\left(x \right)} + \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{3}\right) + C$$$A