$$$4 \cos^{4}{\left(\frac{\theta}{2} \right)}$$$의 적분

$$$\int 4 \cos^{4}{\left(\frac{\theta}{2} \right)}\, d\theta$$$을(를) 구하시오.

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(\theta \right)}\, d\theta = c \int f{\left(\theta \right)}\, d\theta$$$을 $$$c=4$$$와 $$$f{\left(\theta \right)} = \cos^{4}{\left(\frac{\theta}{2} \right)}$$$에 적용하세요:

$${\color{red}{\int{4 \cos^{4}{\left(\frac{\theta}{2} \right)} d \theta}}} = {\color{red}{\left(4 \int{\cos^{4}{\left(\frac{\theta}{2} \right)} d \theta}\right)}}$$

$$$u=\frac{\theta}{2}$$$라 하자.

그러면 $$$du=\left(\frac{\theta}{2}\right)^{\prime }d\theta = \frac{d\theta}{2}$$$ (단계는 »에서 볼 수 있습니다), 그리고 $$$d\theta = 2 du$$$임을 얻습니다.

적분은 다음과 같이 다시 쓸 수 있습니다.

$$4 {\color{red}{\int{\cos^{4}{\left(\frac{\theta}{2} \right)} d \theta}}} = 4 {\color{red}{\int{2 \cos^{4}{\left(u \right)} d u}}}$$

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$을 $$$c=2$$$와 $$$f{\left(u \right)} = \cos^{4}{\left(u \right)}$$$에 적용하세요:

$$4 {\color{red}{\int{2 \cos^{4}{\left(u \right)} d u}}} = 4 {\color{red}{\left(2 \int{\cos^{4}{\left(u \right)} d u}\right)}}$$

멱 감소 공식 $$$\cos^{4}{\left(\alpha \right)} = \frac{\cos{\left(2 \alpha \right)}}{2} + \frac{\cos{\left(4 \alpha \right)}}{8} + \frac{3}{8}$$$를 $$$\alpha= u $$$에 적용하세요:

$$8 {\color{red}{\int{\cos^{4}{\left(u \right)} d u}}} = 8 {\color{red}{\int{\left(\frac{\cos{\left(2 u \right)}}{2} + \frac{\cos{\left(4 u \right)}}{8} + \frac{3}{8}\right)d u}}}$$

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$을 $$$c=\frac{1}{8}$$$와 $$$f{\left(u \right)} = 4 \cos{\left(2 u \right)} + \cos{\left(4 u \right)} + 3$$$에 적용하세요:

$$8 {\color{red}{\int{\left(\frac{\cos{\left(2 u \right)}}{2} + \frac{\cos{\left(4 u \right)}}{8} + \frac{3}{8}\right)d u}}} = 8 {\color{red}{\left(\frac{\int{\left(4 \cos{\left(2 u \right)} + \cos{\left(4 u \right)} + 3\right)d u}}{8}\right)}}$$

각 항별로 적분하십시오:

$${\color{red}{\int{\left(4 \cos{\left(2 u \right)} + \cos{\left(4 u \right)} + 3\right)d u}}} = {\color{red}{\left(\int{3 d u} + \int{4 \cos{\left(2 u \right)} d u} + \int{\cos{\left(4 u \right)} d u}\right)}}$$

상수 법칙 $$$\int c\, du = c u$$$을 $$$c=3$$$에 적용하십시오:

$$\int{4 \cos{\left(2 u \right)} d u} + \int{\cos{\left(4 u \right)} d u} + {\color{red}{\int{3 d u}}} = \int{4 \cos{\left(2 u \right)} d u} + \int{\cos{\left(4 u \right)} d u} + {\color{red}{\left(3 u\right)}}$$

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$을 $$$c=4$$$와 $$$f{\left(u \right)} = \cos{\left(2 u \right)}$$$에 적용하세요:

$$3 u + \int{\cos{\left(4 u \right)} d u} + {\color{red}{\int{4 \cos{\left(2 u \right)} d u}}} = 3 u + \int{\cos{\left(4 u \right)} d u} + {\color{red}{\left(4 \int{\cos{\left(2 u \right)} d u}\right)}}$$

$$$v=2 u$$$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,

$$3 u + \int{\cos{\left(4 u \right)} d u} + 4 {\color{red}{\int{\cos{\left(2 u \right)} d u}}} = 3 u + \int{\cos{\left(4 u \right)} d u} + 4 {\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(v \right)}}{2} d v}}}$$

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:

$$3 u + \int{\cos{\left(4 u \right)} d u} + 4 {\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(v \right)}}{2} d v}}} = 3 u + \int{\cos{\left(4 u \right)} d u} + 4 {\color{red}{\left(\frac{\int{\cos{\left(v \right)} d v}}{2}\right)}}$$

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

$$3 u + \int{\cos{\left(4 u \right)} d u} + 2 {\color{red}{\int{\cos{\left(v \right)} d v}}} = 3 u + \int{\cos{\left(4 u \right)} d u} + 2 {\color{red}{\sin{\left(v \right)}}}$$

다음 $$$v=2 u$$$을 기억하라:

$$3 u + \int{\cos{\left(4 u \right)} d u} + 2 \sin{\left({\color{red}{v}} \right)} = 3 u + \int{\cos{\left(4 u \right)} d u} + 2 \sin{\left({\color{red}{\left(2 u\right)}} \right)}$$

$$$v=4 u$$$라 하자.

그러면 $$$dv=\left(4 u\right)^{\prime }du = 4 du$$$ (단계는 »에서 볼 수 있습니다), 그리고 $$$du = \frac{dv}{4}$$$임을 얻습니다.

적분은 다음과 같이 다시 쓸 수 있습니다.

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

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(v \right)}\, dv = c \int f{\left(v \right)}\, dv$$$을 $$$c=\frac{1}{4}$$$와 $$$f{\left(v \right)} = \cos{\left(v \right)}$$$에 적용하세요:

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

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

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

다음 $$$v=4 u$$$을 기억하라:

$$3 u + 2 \sin{\left(2 u \right)} + \frac{\sin{\left({\color{red}{v}} \right)}}{4} = 3 u + 2 \sin{\left(2 u \right)} + \frac{\sin{\left({\color{red}{\left(4 u\right)}} \right)}}{4}$$

다음 $$$u=\frac{\theta}{2}$$$을 기억하라:

$$2 \sin{\left(2 {\color{red}{u}} \right)} + \frac{\sin{\left(4 {\color{red}{u}} \right)}}{4} + 3 {\color{red}{u}} = 2 \sin{\left(2 {\color{red}{\left(\frac{\theta}{2}\right)}} \right)} + \frac{\sin{\left(4 {\color{red}{\left(\frac{\theta}{2}\right)}} \right)}}{4} + 3 {\color{red}{\left(\frac{\theta}{2}\right)}}$$

따라서,

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

간단히 하시오:

$$\int{4 \cos^{4}{\left(\frac{\theta}{2} \right)} d \theta} = \frac{6 \theta + 8 \sin{\left(\theta \right)} + \sin{\left(2 \theta \right)}}{4}$$

적분 상수를 추가하세요:

$$\int{4 \cos^{4}{\left(\frac{\theta}{2} \right)} d \theta} = \frac{6 \theta + 8 \sin{\left(\theta \right)} + \sin{\left(2 \theta \right)}}{4}+C$$

$$$\int 4 \cos^{4}{\left(\frac{\theta}{2} \right)}\, d\theta = \frac{6 \theta + 8 \sin{\left(\theta \right)} + \sin{\left(2 \theta \right)}}{4} + C$$$A