Integraal van $$$\cos{\left(3 x^{2} \right)}$$$
Gerelateerde rekenmachine: Rekenmachine voor bepaalde en oneigenlijke integralen
Uw invoer
Bepaal $$$\int \cos{\left(3 x^{2} \right)}\, dx$$$.
Oplossing
Zij $$$u=\sqrt{3} x$$$.
Dan $$$du=\left(\sqrt{3} x\right)^{\prime }dx = \sqrt{3} dx$$$ (de stappen zijn te zien »), en dan geldt dat $$$dx = \frac{\sqrt{3} du}{3}$$$.
De integraal kan worden herschreven als
$${\color{red}{\int{\cos{\left(3 x^{2} \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{\sqrt{3} \cos{\left(u^{2} \right)}}{3} d u}}}$$
Pas de constante-veelvoudregel $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ toe met $$$c=\frac{\sqrt{3}}{3}$$$ en $$$f{\left(u \right)} = \cos{\left(u^{2} \right)}$$$:
$${\color{red}{\int{\frac{\sqrt{3} \cos{\left(u^{2} \right)}}{3} d u}}} = {\color{red}{\left(\frac{\sqrt{3} \int{\cos{\left(u^{2} \right)} d u}}{3}\right)}}$$
Deze integraal (Fresnel-cosinusintegraal) heeft geen gesloten vorm:
$$\frac{\sqrt{3} {\color{red}{\int{\cos{\left(u^{2} \right)} d u}}}}{3} = \frac{\sqrt{3} {\color{red}{\left(\frac{\sqrt{2} \sqrt{\pi} C\left(\frac{\sqrt{2} u}{\sqrt{\pi}}\right)}{2}\right)}}}{3}$$
We herinneren eraan dat $$$u=\sqrt{3} x$$$:
$$\frac{\sqrt{6} \sqrt{\pi} C\left(\frac{\sqrt{2} {\color{red}{u}}}{\sqrt{\pi}}\right)}{6} = \frac{\sqrt{6} \sqrt{\pi} C\left(\frac{\sqrt{2} {\color{red}{\sqrt{3} x}}}{\sqrt{\pi}}\right)}{6}$$
Dus,
$$\int{\cos{\left(3 x^{2} \right)} d x} = \frac{\sqrt{6} \sqrt{\pi} C\left(\frac{\sqrt{6} x}{\sqrt{\pi}}\right)}{6}$$
Voeg de integratieconstante toe:
$$\int{\cos{\left(3 x^{2} \right)} d x} = \frac{\sqrt{6} \sqrt{\pi} C\left(\frac{\sqrt{6} x}{\sqrt{\pi}}\right)}{6}+C$$
Antwoord
$$$\int \cos{\left(3 x^{2} \right)}\, dx = \frac{\sqrt{6} \sqrt{\pi} C\left(\frac{\sqrt{6} x}{\sqrt{\pi}}\right)}{6} + C$$$A