Com puc trobar la integral int (x ^ 2 * sin (pix)) dx?

Com puc trobar la integral int (x ^ 2 * sin (pix)) dx?
Anonim

Ús de la integració per parts,

# intx ^ 2sinpixdx #

#=#

# (- 1 / pi) x ^ 2cospix + ((2) / pi ^ 2) xsinpix + (2 / pi ^ 3) cospix + C #

Recordeu que la integració per parts utilitza la fórmula:

# intu # # dv = #uv - intv # # du #

La qual cosa es basa en la regla del producte per a derivats:

#uv = vdu + udv #

Per utilitzar aquesta fórmula, hem de decidir quin terme serà # u #, i quin serà # dv. Una manera útil d’identificar quin terme és on és ILATE mètode.

Trigada inversa

Logaritmes

Àlgebra

Trig

Exponencials

Això us dóna un ordre de prioritat per a quin terme s’utilitza "# u #", així que tot el que queda és el nostre # dv. La nostra funció conté una # x ^ 2 # i a # sinpix #, de manera que el mètode ILATE ho explica # x ^ 2 # s’hauria d’utilitzar com a # u #, ja que és algebraic i superior a la llista que # sinpix #, que és trig.

Ara tenim:

#u = x ^ 2 #, #dv = sinpix #

Els següents elements que necessitem en la fórmula són "# du #"i"# v #", que obtenim trobant la derivada de"# u #"i la integral de"# dv'.

La derivada s'obté utilitzant la regla de potència:

# d / dxx ^ 2 = 2x = du #

Per a la integral, es pot utilitzar la substitució.

utilitzant #w = pix #, acabem amb # (- 1 / pi) #

Ara tenim:

#du = 2x dx #, #v = ## (- 1 / pi) cospix #

Connexió a la fórmula original d’Integration by Parts, tenim:

# intu # # dv = #uv - intv # # du #

#=#

# intx ^ 2sinpixdx = (-1 / pi) x ^ 2cospix - (-1 / pi) int2xcospixdx #

Ara ens queden amb una altra integral que cal utilitzar de nou per integrar les parts. Agafant el #2# fora de la integral, ens quedem amb #u = x #, #dv = cospix #. En passar pel mateix procés anterior, obtenim:

#intxcospixdx = (1 / pi) xsinpix - (1 / pi) intsinpixdx #

Aquesta última integral podem resoldre amb una última ronda de substitució, que ens donarà:

# (1 / pi) intsinpixdx = (-1 / pi ^ 2) cospix #

Posar tot el que hem trobat junts, ara tenim:

# (- 1 / pi) x ^ 2cospix - (-2 / pi) (1 / pi) xsinpix - (-1 / pi ^ 2) cospix #

Ara podem simplificar els punts negatius i els parèntesis per obtenir la nostra resposta final:

# intx ^ 2sinpixdx = #

# (- 1 / pi) x ^ 2cospix + ((2) / pi ^ 2) xsinpix + (2 / pi ^ 3) cospix + C #

La clau és recordar que acabareu sumant o restant una cadena de termes múltiples. S'està dividint contínuament la integral en parts més petites i manejables que haureu de seguir per a la resposta final.