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

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

Appliquer la formule de réduction de puissance $$$\cos^{2}{\left(\alpha \right)} = \frac{\cos{\left(2 \alpha \right)}}{2} + \frac{1}{2}$$$ avec $$$\alpha=x$$$:

$${\color{red}{\int{\cos^{2}{\left(x \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(\frac{\cos{\left(2 x \right)}}{2} + \frac{1}{2}\right)d x}}}$$

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 $$$f{\left(x \right)} = \cos{\left(2 x \right)} + 1$$$ :

$${\color{red}{\int{\left(\frac{\cos{\left(2 x \right)}}{2} + \frac{1}{2}\right)d x}}} = {\color{red}{\left(\frac{\int{\left(\cos{\left(2 x \right)} + 1\right)d x}}{2}\right)}}$$

Intégrez terme à terme:

$$\frac{{\color{red}{\int{\left(\cos{\left(2 x \right)} + 1\right)d x}}}}{2} = \frac{{\color{red}{\left(\int{1 d x} + \int{\cos{\left(2 x \right)} d x}\right)}}}{2}$$

Appliquez la règle de la constante $$$\int c\, dx = c x$$$ avec $$$c=1$$$:

$$\frac{\int{\cos{\left(2 x \right)} d x}}{2} + \frac{{\color{red}{\int{1 d x}}}}{2} = \frac{\int{\cos{\left(2 x \right)} d x}}{2} + \frac{{\color{red}{x}}}{2}$$

Soit $$$u=2 x$$$.

Alors $$$du=\left(2 x\right)^{\prime }dx = 2 dx$$$ (les étapes peuvent être vues »), et nous obtenons $$$dx = \frac{du}{2}$$$.

L’intégrale devient

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

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

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

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

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

Rappelons que $$$u=2 x$$$ :

$$\frac{x}{2} + \frac{\sin{\left({\color{red}{u}} \right)}}{4} = \frac{x}{2} + \frac{\sin{\left({\color{red}{\left(2 x\right)}} \right)}}{4}$$

Par conséquent,

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

Ajouter la constante d'intégration :

$$\int{\cos^{2}{\left(x \right)} d x} = \frac{x}{2} + \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}+C$$

$$$\int \cos^{2}{\left(x \right)}\, dx = \left(\frac{x}{2} + \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4}\right) + C$$$A