Integralen av $$$\cos{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}$$$

Kalkylatorn beräknar integralen/stamfunktionen för $$$\cos{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}$$$, med visade steg.

Relaterad kalkylator: Kalkylator för bestämda och oegentliga integraler

Vänligen skriv utan några differentialer såsom $$$dx$$$, $$$dy$$$ osv.
Lämna tomt för automatisk identifiering.

Om räknaren inte beräknade något, om du har identifierat ett fel eller om du har ett förslag/feedback, vänligen kontakta oss.

Din inmatning

Bestäm $$$\int \cos{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}\, dx$$$.

Lösning

Skriv om integranden med hjälp av formeln $$$\cos\left(\alpha \right)\cos\left(\beta \right)=\frac{1}{2} \cos\left(\alpha-\beta \right)+\frac{1}{2} \cos\left(\alpha+\beta \right)$$$ tillsammans med $$$\alpha=x$$$ och $$$\beta=3 x$$$:

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

Tillämpa konstantfaktorregeln $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ med $$$c=\frac{1}{2}$$$ och $$$f{\left(x \right)} = \cos{\left(2 x \right)} + \cos{\left(4 x \right)}$$$:

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

Integrera termvis:

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

Låt $$$u=2 x$$$ vara.

$$$du=\left(2 x\right)^{\prime }dx = 2 dx$$$ (stegen kan ses »), och vi har att $$$dx = \frac{du}{2}$$$.

Integralen blir

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

Tillämpa konstantfaktorregeln $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ med $$$c=\frac{1}{2}$$$ och $$$f{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}$$$:

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

Integralen av cosinus är $$$\int{\cos{\left(u \right)} d u} = \sin{\left(u \right)}$$$:

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

Kom ihåg att $$$u=2 x$$$:

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

Låt $$$u=4 x$$$ vara.

$$$du=\left(4 x\right)^{\prime }dx = 4 dx$$$ (stegen kan ses »), och vi har att $$$dx = \frac{du}{4}$$$.

Alltså,

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

Tillämpa konstantfaktorregeln $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ med $$$c=\frac{1}{4}$$$ och $$$f{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}$$$:

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

Integralen av cosinus är $$$\int{\cos{\left(u \right)} d u} = \sin{\left(u \right)}$$$:

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

Kom ihåg att $$$u=4 x$$$:

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

Alltså,

$$\int{\cos{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)} d x} = \frac{\sin{\left(2 x \right)}}{4} + \frac{\sin{\left(4 x \right)}}{8}$$

Förenkla:

$$\int{\cos{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)} d x} = \sin{\left(x \right)} \cos^{3}{\left(x \right)}$$

Lägg till integrationskonstanten:

$$\int{\cos{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)} d x} = \sin{\left(x \right)} \cos^{3}{\left(x \right)}+C$$

Svar

$$$\int \cos{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}\, dx = \sin{\left(x \right)} \cos^{3}{\left(x \right)} + C$$$A


Please try a new game Rotatly