Com puc integrar-ho?

Com puc integrar-ho?
Anonim

Resposta:

# I = (e ^ (ln (2) x) (3sin (3x) + ln (2) cos (3x))) / ((ln (2)) ^ 2 + 3 ^ 2) + C #

Explicació:

Volem resoldre

# I = int2 ^ xcos (3x) dx = inte ^ (ln (2) x) cos (3x) dx #

Provem el problema més general

# I_1 = inte ^ (ax) cos (bx) dx #

On busquem la solució

# I_1 = (e ^ (ax) (bsin (bx) + acos (bx))) / (a ^ 2 + b ^ 2) + C #

El truc és utilitzar la integració per parts dues vegades

# intudv = uv-intvdu #

Deixar # u = e ^ (ax) # i # dv = cos (bx) dx #

Llavors # du = ae ^ (ax) dx # i # v = 1 / bsin (bx) #

# I_1 = 1 / be ^ (ax) sin (bx) -a / binte ^ (ax) sin (bx) dx #

Aplicar la integració per parts a la integral restant

# I_2 = a / binte ^ (ax) sin (bx) dx #

Deixar # u = e ^ (ax) # i # dv = sin (bx) dx #

Llavors # du = ae ^ (ax) dx # i # v = -1 / bcos (bx) #

# I_2 = a / b (-1 / be ^ (ax) cos (bx) + a / binte ^ (ax) cos (bx) dx) #

# = - a / b ^ 2e ^ (ax) cos (bx) + a ^ 2 / b ^ 2inte ^ (ax) cos (bx) dx #

# = - a / b ^ 2e ^ (ax) cos (bx) + a ^ 2 / b ^ 2I_1 #

Substituïu-lo a la integral original i solucioneu-ho # I_1 #, és una mica llarg, però ho fem pas a pas

# I_1 = 1 / be ^ (ax) sin (bx) - (- a / b ^ 2e ^ (ax) cos (bx) + a ^ 2 / b ^ 2I_1) #

# I_1 = 1 / be ^ (ax) sin (bx) + a / b ^ 2e ^ (ax) cos (bx) -a ^ 2 / b ^ 2I_1 #

# I_1 + a ^ 2 / b ^ 2I_1 = 1 / be ^ (ax) sin (bx) + a / b ^ 2e ^ (ax) cos (bx) + C #

# (a ^ 2 + b ^ 2) / b ^ 2I_1 = 1 / be ^ (ax) sin (bx) + a / b ^ 2e ^ (ax) cos (bx) + C #

# I_1 = b ^ 2 / (a ^ 2 + b ^ 2) (1 / be ^ (ax) sin (bx) + a / b ^ 2e ^ (ax) cos (bx)) + C #

# I_1 = 1 / (a ^ 2 + b ^ 2) (sigueu ^ (ax) sin (bx) + ae ^ (ax) cos (bx)) + C #

# I_1 = (e ^ (ax) (bsin (bx) + acos (bx))) / (a ^ 2 + b ^ 2) + C #

Pel vostre problema # a = ln (2) # i # b = 3 #

# I = (e ^ (ln (2) x) (3sin (3x) + ln (2) cos (3x))) / ((ln (2)) ^ 2 + 9) + C #

Esperem que no tinguin molts errors

Vegeu la resposta a continuació: hem resolt usant elements discrets en lloc d’una formulació general i no hem simplificat el resultat final, de la següent manera: