Come trovo l'integrale int (x ^ 2 * sin (pix)) dx?

Come trovo l'integrale int (x ^ 2 * sin (pix)) dx?
Anonim

Usando l'integrazione per parti,

# IntX ^ 2sinpixdx #

#=#

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

Ricorda che l'integrazione per parti usa la formula:

# # Intu # # Dv = #uv - intv # # Du #

Che si basa sulla regola del prodotto per i derivati:

#uv = vdu + udv #

Per usare questa formula, dobbiamo decidere quale termine sarà # U #e quale sarà # # Dv. Un modo utile per capire quale termine va dove è il ILATE metodo.

Trig inverso

logaritmi

Algebra

Trig

esponenziali

Questo ti dà un ordine di priorità di quale termine è usato per "# U #", quindi tutto ciò che rimane è il nostro # # Dv. La nostra funzione contiene un # X ^ 2 # e a # # Sinpix, quindi il metodo ILATE ce lo dice # X ^ 2 # dovrebbe essere usato come nostro # U #, poiché è algebrico e più in alto nell'elenco # # Sinpix, che è trig.

Ora abbiamo:

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

I prossimi elementi di cui abbiamo bisogno nella formula sono "# Du #" e "# V #", che otteniamo trovando la derivata di"# U #"e l'integrale di"# # Dv'.

La derivata si ottiene usando la regola di potere:

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

Per l'integrale, possiamo usare la sostituzione.

utilizzando #w = pix #, finiamo con # (- 1 / pi) cosw #

Ora abbiamo:

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

Inserendo la nostra originale formula Integration by Parts, abbiamo:

# # Intu # # Dv = #uv - intv # # Du #

#=#

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

Ora siamo rimasti con un altro integrale che dobbiamo usare ancora una volta per integrare Integrazione per Parti. Tirando il #2# fuori dall'integrale, ci rimane #u = x #, #dv = cospix #. Passando attraverso lo stesso processo di prima, otteniamo:

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

Quest'ultimo integrale possiamo risolvere con un giro finale di sostituzione, dandoci:

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

Mettendo insieme tutto ciò che abbiamo trovato, ora abbiamo:

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

Ora possiamo semplificare i negativi e le parentesi per ottenere la nostra risposta finale:

# intx ^ 2sinpixdx = #

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

La chiave è ricordare che si finirà con l'aggiungere o sottrarre una catena di termini multipli. Stai dividendo continuamente l'integrale in parti più piccole e maneggevoli di cui devi tenere traccia per la risposta finale.