Integralen av $$$\cos^{3}{\left(x \right)}$$$
Relaterad kalkylator: Kalkylator för bestämda och oegentliga integraler
Din inmatning
Bestäm $$$\int \cos^{3}{\left(x \right)}\, dx$$$.
Lösning
Bryt ut en cosinus och skriv allt annat i termer av sinus, med hjälp av formeln $$$\cos^2\left(\alpha \right)=-\sin^2\left(\alpha \right)+1$$$ med $$$\alpha=x$$$:
$${\color{red}{\int{\cos^{3}{\left(x \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(1 - \sin^{2}{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)} d x}}}$$
Låt $$$u=\sin{\left(x \right)}$$$ vara.
Då $$$du=\left(\sin{\left(x \right)}\right)^{\prime }dx = \cos{\left(x \right)} dx$$$ (stegen kan ses »), och vi har att $$$\cos{\left(x \right)} dx = du$$$.
Alltså,
$${\color{red}{\int{\left(1 - \sin^{2}{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(1 - u^{2}\right)d u}}}$$
Integrera termvis:
$${\color{red}{\int{\left(1 - u^{2}\right)d u}}} = {\color{red}{\left(\int{1 d u} - \int{u^{2} d u}\right)}}$$
Tillämpa konstantregeln $$$\int c\, du = c u$$$ med $$$c=1$$$:
$$- \int{u^{2} d u} + {\color{red}{\int{1 d u}}} = - \int{u^{2} d u} + {\color{red}{u}}$$
Tillämpa potensregeln $$$\int u^{n}\, du = \frac{u^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$ med $$$n=2$$$:
$$u - {\color{red}{\int{u^{2} d u}}}=u - {\color{red}{\frac{u^{1 + 2}}{1 + 2}}}=u - {\color{red}{\left(\frac{u^{3}}{3}\right)}}$$
Kom ihåg att $$$u=\sin{\left(x \right)}$$$:
$${\color{red}{u}} - \frac{{\color{red}{u}}^{3}}{3} = {\color{red}{\sin{\left(x \right)}}} - \frac{{\color{red}{\sin{\left(x \right)}}}^{3}}{3}$$
Alltså,
$$\int{\cos^{3}{\left(x \right)} d x} = - \frac{\sin^{3}{\left(x \right)}}{3} + \sin{\left(x \right)}$$
Lägg till integrationskonstanten:
$$\int{\cos^{3}{\left(x \right)} d x} = - \frac{\sin^{3}{\left(x \right)}}{3} + \sin{\left(x \right)}+C$$
Svar
$$$\int \cos^{3}{\left(x \right)}\, dx = \left(- \frac{\sin^{3}{\left(x \right)}}{3} + \sin{\left(x \right)}\right) + C$$$A