$$$2 \ln\left(\sin{\left(x \right)}\right) \sin^{6}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}$$$의 적분
관련 계산기: 정적분 및 가적분 계산기
사용자 입력
$$$\int 2 \ln\left(\sin{\left(x \right)}\right) \sin^{6}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}\, dx$$$을(를) 구하시오.
풀이
상수배 법칙 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$을 $$$c=2$$$와 $$$f{\left(x \right)} = \ln{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} \sin^{6}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}$$$에 적용하세요:
$${\color{red}{\int{2 \ln{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} \sin^{6}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x}}} = {\color{red}{\left(2 \int{\ln{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} \sin^{6}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x}\right)}}$$
$$$u=\sin{\left(x \right)}$$$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,
$$2 {\color{red}{\int{\ln{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} \sin^{6}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x}}} = 2 {\color{red}{\int{u^{6} \ln{\left(u \right)} d u}}}$$
적분 $$$\int{u^{6} \ln{\left(u \right)} d u}$$$에 대해서는 부분적분법 $$$\int \operatorname{\kappa} \operatorname{dv} = \operatorname{\kappa}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{d\kappa}$$$을 사용하십시오.
$$$\operatorname{\kappa}=\ln{\left(u \right)}$$$와 $$$\operatorname{dv}=u^{6} du$$$라고 하자.
그러면 $$$\operatorname{d\kappa}=\left(\ln{\left(u \right)}\right)^{\prime }du=\frac{du}{u}$$$ (»에서 풀이 과정을 볼 수 있음) 및 $$$\operatorname{v}=\int{u^{6} d u}=\frac{u^{7}}{7}$$$ (»에서 풀이 과정을 볼 수 있음).
적분은 다음과 같이 됩니다.
$$2 {\color{red}{\int{u^{6} \ln{\left(u \right)} d u}}}=2 {\color{red}{\left(\ln{\left(u \right)} \cdot \frac{u^{7}}{7}-\int{\frac{u^{7}}{7} \cdot \frac{1}{u} d u}\right)}}=2 {\color{red}{\left(\frac{u^{7} \ln{\left(u \right)}}{7} - \int{\frac{u^{6}}{7} d u}\right)}}$$
상수배 법칙 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$을 $$$c=\frac{1}{7}$$$와 $$$f{\left(u \right)} = u^{6}$$$에 적용하세요:
$$\frac{2 u^{7} \ln{\left(u \right)}}{7} - 2 {\color{red}{\int{\frac{u^{6}}{7} d u}}} = \frac{2 u^{7} \ln{\left(u \right)}}{7} - 2 {\color{red}{\left(\frac{\int{u^{6} d u}}{7}\right)}}$$
멱법칙($$$\int u^{n}\, du = \frac{u^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$)을 $$$n=6$$$에 적용합니다:
$$\frac{2 u^{7} \ln{\left(u \right)}}{7} - \frac{2 {\color{red}{\int{u^{6} d u}}}}{7}=\frac{2 u^{7} \ln{\left(u \right)}}{7} - \frac{2 {\color{red}{\frac{u^{1 + 6}}{1 + 6}}}}{7}=\frac{2 u^{7} \ln{\left(u \right)}}{7} - \frac{2 {\color{red}{\left(\frac{u^{7}}{7}\right)}}}{7}$$
다음 $$$u=\sin{\left(x \right)}$$$을 기억하라:
$$- \frac{2 {\color{red}{u}}^{7}}{49} + \frac{2 {\color{red}{u}}^{7} \ln{\left({\color{red}{u}} \right)}}{7} = - \frac{2 {\color{red}{\sin{\left(x \right)}}}^{7}}{49} + \frac{2 {\color{red}{\sin{\left(x \right)}}}^{7} \ln{\left({\color{red}{\sin{\left(x \right)}}} \right)}}{7}$$
따라서,
$$\int{2 \ln{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} \sin^{6}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x} = \frac{2 \ln{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} \sin^{7}{\left(x \right)}}{7} - \frac{2 \sin^{7}{\left(x \right)}}{49}$$
간단히 하시오:
$$\int{2 \ln{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} \sin^{6}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x} = \frac{2 \left(7 \ln{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} - 1\right) \sin^{7}{\left(x \right)}}{49}$$
적분 상수를 추가하세요:
$$\int{2 \ln{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} \sin^{6}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} d x} = \frac{2 \left(7 \ln{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} - 1\right) \sin^{7}{\left(x \right)}}{49}+C$$
정답
$$$\int 2 \ln\left(\sin{\left(x \right)}\right) \sin^{6}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}\, dx = \frac{2 \left(7 \ln\left(\sin{\left(x \right)}\right) - 1\right) \sin^{7}{\left(x \right)}}{49} + C$$$A