$$$x \sin^{2}{\left(x \right)}$$$의 적분

$$$\int x \sin^{2}{\left(x \right)}\, dx$$$을(를) 구하시오.

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

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

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

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

Expand the expression:

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

각 항별로 적분하십시오:

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

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

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

적분 $$$\int{x \cos{\left(2 x \right)} d x}$$$에 대해서는 부분적분법 $$$\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$$$을 사용하십시오.

$$$\operatorname{u}=x$$$와 $$$\operatorname{dv}=\cos{\left(2 x \right)} dx$$$라고 하자.

그러면 $$$\operatorname{du}=\left(x\right)^{\prime }dx=1 dx$$$ (»에서 풀이 과정을 볼 수 있음) 및 $$$\operatorname{v}=\int{\cos{\left(2 x \right)} d x}=\frac{\sin{\left(2 x \right)}}{2}$$$ (»에서 풀이 과정을 볼 수 있음).

따라서,

$$\frac{x^{2}}{4} - \frac{{\color{red}{\int{x \cos{\left(2 x \right)} d x}}}}{2}=\frac{x^{2}}{4} - \frac{{\color{red}{\left(x \cdot \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{2}-\int{\frac{\sin{\left(2 x \right)}}{2} \cdot 1 d x}\right)}}}{2}=\frac{x^{2}}{4} - \frac{{\color{red}{\left(\frac{x \sin{\left(2 x \right)}}{2} - \int{\frac{\sin{\left(2 x \right)}}{2} d x}\right)}}}{2}$$

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$을 $$$c=\frac{1}{2}$$$와 $$$f{\left(x \right)} = \sin{\left(2 x \right)}$$$에 적용하세요:

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

$$$u=2 x$$$라 하자.

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

적분은 다음과 같이 됩니다.

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

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

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

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

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

다음 $$$u=2 x$$$을 기억하라:

$$\frac{x^{2}}{4} - \frac{x \sin{\left(2 x \right)}}{4} - \frac{\cos{\left({\color{red}{u}} \right)}}{8} = \frac{x^{2}}{4} - \frac{x \sin{\left(2 x \right)}}{4} - \frac{\cos{\left({\color{red}{\left(2 x\right)}} \right)}}{8}$$

따라서,

$$\int{x \sin^{2}{\left(x \right)} d x} = \frac{x^{2}}{4} - \frac{x \sin{\left(2 x \right)}}{4} - \frac{\cos{\left(2 x \right)}}{8}$$

적분 상수를 추가하세요:

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

$$$\int x \sin^{2}{\left(x \right)}\, dx = \left(\frac{x^{2}}{4} - \frac{x \sin{\left(2 x \right)}}{4} - \frac{\cos{\left(2 x \right)}}{8}\right) + C$$$A