$$$- \sin^{2}{\left(2 t \right)}$$$의 적분
사용자 입력
$$$\int \left(- \sin^{2}{\left(2 t \right)}\right)\, dt$$$을(를) 구하시오.
풀이
상수배 법칙 $$$\int c f{\left(t \right)}\, dt = c \int f{\left(t \right)}\, dt$$$을 $$$c=-1$$$와 $$$f{\left(t \right)} = \sin^{2}{\left(2 t \right)}$$$에 적용하세요:
$${\color{red}{\int{\left(- \sin^{2}{\left(2 t \right)}\right)d t}}} = {\color{red}{\left(- \int{\sin^{2}{\left(2 t \right)} d t}\right)}}$$
$$$u=2 t$$$라 하자.
그러면 $$$du=\left(2 t\right)^{\prime }dt = 2 dt$$$ (단계는 »에서 볼 수 있습니다), 그리고 $$$dt = \frac{du}{2}$$$임을 얻습니다.
적분은 다음과 같이 다시 쓸 수 있습니다.
$$- {\color{red}{\int{\sin^{2}{\left(2 t \right)} d t}}} = - {\color{red}{\int{\frac{\sin^{2}{\left(u \right)}}{2} d u}}}$$
상수배 법칙 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$을 $$$c=\frac{1}{2}$$$와 $$$f{\left(u \right)} = \sin^{2}{\left(u \right)}$$$에 적용하세요:
$$- {\color{red}{\int{\frac{\sin^{2}{\left(u \right)}}{2} d u}}} = - {\color{red}{\left(\frac{\int{\sin^{2}{\left(u \right)} d u}}{2}\right)}}$$
멱 감소 공식 $$$\sin^{2}{\left(\alpha \right)} = \frac{1}{2} - \frac{\cos{\left(2 \alpha \right)}}{2}$$$를 $$$\alpha= u $$$에 적용하세요:
$$- \frac{{\color{red}{\int{\sin^{2}{\left(u \right)} d u}}}}{2} = - \frac{{\color{red}{\int{\left(\frac{1}{2} - \frac{\cos{\left(2 u \right)}}{2}\right)d u}}}}{2}$$
상수배 법칙 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$을 $$$c=\frac{1}{2}$$$와 $$$f{\left(u \right)} = 1 - \cos{\left(2 u \right)}$$$에 적용하세요:
$$- \frac{{\color{red}{\int{\left(\frac{1}{2} - \frac{\cos{\left(2 u \right)}}{2}\right)d u}}}}{2} = - \frac{{\color{red}{\left(\frac{\int{\left(1 - \cos{\left(2 u \right)}\right)d u}}{2}\right)}}}{2}$$
각 항별로 적분하십시오:
$$- \frac{{\color{red}{\int{\left(1 - \cos{\left(2 u \right)}\right)d u}}}}{4} = - \frac{{\color{red}{\left(\int{1 d u} - \int{\cos{\left(2 u \right)} d u}\right)}}}{4}$$
상수 법칙 $$$\int c\, du = c u$$$을 $$$c=1$$$에 적용하십시오:
$$\frac{\int{\cos{\left(2 u \right)} d u}}{4} - \frac{{\color{red}{\int{1 d u}}}}{4} = \frac{\int{\cos{\left(2 u \right)} d u}}{4} - \frac{{\color{red}{u}}}{4}$$
$$$v=2 u$$$라 하자.
그러면 $$$dv=\left(2 u\right)^{\prime }du = 2 du$$$ (단계는 »에서 볼 수 있습니다), 그리고 $$$du = \frac{dv}{2}$$$임을 얻습니다.
따라서,
$$- \frac{u}{4} + \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(2 u \right)} d u}}}}{4} = - \frac{u}{4} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(v \right)}}{2} d v}}}}{4}$$
상수배 법칙 $$$\int c f{\left(v \right)}\, dv = c \int f{\left(v \right)}\, dv$$$을 $$$c=\frac{1}{2}$$$와 $$$f{\left(v \right)} = \cos{\left(v \right)}$$$에 적용하세요:
$$- \frac{u}{4} + \frac{{\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(v \right)}}{2} d v}}}}{4} = - \frac{u}{4} + \frac{{\color{red}{\left(\frac{\int{\cos{\left(v \right)} d v}}{2}\right)}}}{4}$$
코사인의 적분은 $$$\int{\cos{\left(v \right)} d v} = \sin{\left(v \right)}$$$:
$$- \frac{u}{4} + \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(v \right)} d v}}}}{8} = - \frac{u}{4} + \frac{{\color{red}{\sin{\left(v \right)}}}}{8}$$
다음 $$$v=2 u$$$을 기억하라:
$$- \frac{u}{4} + \frac{\sin{\left({\color{red}{v}} \right)}}{8} = - \frac{u}{4} + \frac{\sin{\left({\color{red}{\left(2 u\right)}} \right)}}{8}$$
다음 $$$u=2 t$$$을 기억하라:
$$\frac{\sin{\left(2 {\color{red}{u}} \right)}}{8} - \frac{{\color{red}{u}}}{4} = \frac{\sin{\left(2 {\color{red}{\left(2 t\right)}} \right)}}{8} - \frac{{\color{red}{\left(2 t\right)}}}{4}$$
따라서,
$$\int{\left(- \sin^{2}{\left(2 t \right)}\right)d t} = - \frac{t}{2} + \frac{\sin{\left(4 t \right)}}{8}$$
적분 상수를 추가하세요:
$$\int{\left(- \sin^{2}{\left(2 t \right)}\right)d t} = - \frac{t}{2} + \frac{\sin{\left(4 t \right)}}{8}+C$$
정답
$$$\int \left(- \sin^{2}{\left(2 t \right)}\right)\, dt = \left(- \frac{t}{2} + \frac{\sin{\left(4 t \right)}}{8}\right) + C$$$A