$$$- 3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} + \cos^{3}{\left(x \right)}$$$의 적분

이 계산기는 단계별 풀이와 함께 $$$- 3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} + \cos^{3}{\left(x \right)}$$$의 적분/원시함수를 구합니다.

관련 계산기: 정적분 및 가적분 계산기

$$$dx$$$, $$$dy$$$ 등과 같은 미분요소 없이 작성해 주세요.
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$$$\int \left(- 3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} + \cos^{3}{\left(x \right)}\right)\, dx$$$을(를) 구하시오.

풀이

각 항별로 적분하십시오:

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

코사인 하나를 분리하고, $$$\alpha=x$$$에 대한 공식 $$$\cos^2\left(\alpha \right)=-\sin^2\left(\alpha \right)+1$$$을 사용하여 나머지는 모두 사인으로 표현하세요.:

$$- \int{3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x} + {\color{red}{\int{\cos^{3}{\left(x \right)} d x}}} = - \int{3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x} + {\color{red}{\int{\left(1 - \sin^{2}{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)} d x}}}$$

$$$u=\sin{\left(x \right)}$$$라 하자.

그러면 $$$du=\left(\sin{\left(x \right)}\right)^{\prime }dx = \cos{\left(x \right)} dx$$$ (단계는 »에서 볼 수 있습니다), 그리고 $$$\cos{\left(x \right)} dx = du$$$임을 얻습니다.

따라서,

$$- \int{3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x} + {\color{red}{\int{\left(1 - \sin^{2}{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)} d x}}} = - \int{3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x} + {\color{red}{\int{\left(1 - u^{2}\right)d u}}}$$

각 항별로 적분하십시오:

$$- \int{3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x} + {\color{red}{\int{\left(1 - u^{2}\right)d u}}} = - \int{3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x} + {\color{red}{\left(\int{1 d u} - \int{u^{2} d u}\right)}}$$

상수 법칙 $$$\int c\, du = c u$$$$$$c=1$$$에 적용하십시오:

$$- \int{3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x} - \int{u^{2} d u} + {\color{red}{\int{1 d u}}} = - \int{3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x} - \int{u^{2} d u} + {\color{red}{u}}$$

멱법칙($$$\int u^{n}\, du = \frac{u^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$)을 $$$n=2$$$에 적용합니다:

$$u - \int{3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x} - {\color{red}{\int{u^{2} d u}}}=u - \int{3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x} - {\color{red}{\frac{u^{1 + 2}}{1 + 2}}}=u - \int{3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x} - {\color{red}{\left(\frac{u^{3}}{3}\right)}}$$

다음 $$$u=\sin{\left(x \right)}$$$을 기억하라:

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

멱 감소 공식 $$$\sin^{2}{\left(\alpha \right)} = \frac{1}{2} - \frac{\cos{\left(2 \alpha \right)}}{2}$$$$$$\alpha=x$$$에 적용하세요:

$$- \frac{\sin^{3}{\left(x \right)}}{3} + \sin{\left(x \right)} - {\color{red}{\int{3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x}}} = - \frac{\sin^{3}{\left(x \right)}}{3} + \sin{\left(x \right)} - {\color{red}{\int{\frac{3 \left(1 - \cos{\left(2 x \right)}\right) \cos{\left(x \right)}}{2} d x}}}$$

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$$$$c=\frac{1}{2}$$$$$$f{\left(x \right)} = 3 \left(1 - \cos{\left(2 x \right)}\right) \cos{\left(x \right)}$$$에 적용하세요:

$$- \frac{\sin^{3}{\left(x \right)}}{3} + \sin{\left(x \right)} - {\color{red}{\int{\frac{3 \left(1 - \cos{\left(2 x \right)}\right) \cos{\left(x \right)}}{2} d x}}} = - \frac{\sin^{3}{\left(x \right)}}{3} + \sin{\left(x \right)} - {\color{red}{\left(\frac{\int{3 \left(1 - \cos{\left(2 x \right)}\right) \cos{\left(x \right)} d x}}{2}\right)}}$$

Expand the expression:

$$- \frac{\sin^{3}{\left(x \right)}}{3} + \sin{\left(x \right)} - \frac{{\color{red}{\int{3 \left(1 - \cos{\left(2 x \right)}\right) \cos{\left(x \right)} d x}}}}{2} = - \frac{\sin^{3}{\left(x \right)}}{3} + \sin{\left(x \right)} - \frac{{\color{red}{\int{\left(- 3 \cos{\left(x \right)} \cos{\left(2 x \right)} + 3 \cos{\left(x \right)}\right)d x}}}}{2}$$

각 항별로 적분하십시오:

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

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$$$$c=3$$$$$$f{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)}$$$에 적용하세요:

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

코사인의 적분은 $$$\int{\cos{\left(x \right)} d x} = \sin{\left(x \right)}$$$:

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

공식 $$$\cos\left(\alpha \right)\cos\left(\beta \right)=\frac{1}{2} \cos\left(\alpha-\beta \right)+\frac{1}{2} \cos\left(\alpha+\beta \right)$$$$$$\alpha=x$$$$$$\beta=2 x$$$를 대입하여 $$$\cos\left(x \right)\cos\left(2 x \right)$$$을(를) 다시 쓰십시오.:

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

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$$$$c=\frac{1}{2}$$$$$$f{\left(x \right)} = 3 \cos{\left(x \right)} + 3 \cos{\left(3 x \right)}$$$에 적용하세요:

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

각 항별로 적분하십시오:

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

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$$$$c=3$$$$$$f{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)}$$$에 적용하세요:

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

코사인의 적분은 $$$\int{\cos{\left(x \right)} d x} = \sin{\left(x \right)}$$$:

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

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$$$$c=3$$$$$$f{\left(x \right)} = \cos{\left(3 x \right)}$$$에 적용하세요:

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

$$$u=3 x$$$라 하자.

그러면 $$$du=\left(3 x\right)^{\prime }dx = 3 dx$$$ (단계는 »에서 볼 수 있습니다), 그리고 $$$dx = \frac{du}{3}$$$임을 얻습니다.

따라서,

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

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$$$$c=\frac{1}{3}$$$$$$f{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}$$$에 적용하세요:

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

코사인의 적분은 $$$\int{\cos{\left(u \right)} d u} = \sin{\left(u \right)}$$$:

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

다음 $$$u=3 x$$$을 기억하라:

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

따라서,

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

간단히 하시오:

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

적분 상수를 추가하세요:

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

정답

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


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