解
∫sin4(21x)cos4(21x)dx
解
2(−41sin3(2x)cos(2x)+163(x−sin(x))−2563(5(3(x−sin(x))−4sin3(2x)cos(2x))−16sin5(2x)cos(2x))−81sin7(2x)cos(2x))+C
解答ステップ
∫sin4(21x)cos4(21x)dx
簡素化 sin4(21x)cos4(21x):sin4(2x)cos4(2x)
=∫sin4(2x)cos4(2x)dx
u置換積分法を適用する
=∫sin4(u)cos4(u)⋅2du
定数を除く: ∫a⋅f(x)dx=a⋅∫f(x)dx=2⋅∫sin4(u)cos4(u)du
三角関数の公式を使用して書き換える
=2⋅∫sin4(u)(1−sin2(u))2du
拡張 sin4(u)(1−sin2(u))2:sin4(u)−2sin6(u)+sin8(u)
=2⋅∫sin4(u)−2sin6(u)+sin8(u)du
総和規則を適用する: ∫f(x)±g(x)dx=∫f(x)dx±∫g(x)dx=2(∫sin4(u)du−∫2sin6(u)du+∫sin8(u)du)
∫sin4(u)du=−41sin3(u)cos(u)+83(u−21sin(2u))
∫2sin6(u)du=2(−6cos(u)sin5(u)+65(−41sin3(u)cos(u)+83(u−21sin(2u))))
∫sin8(u)du=−8cos(u)sin7(u)+87(−6cos(u)sin5(u)+65(−41sin3(u)cos(u)+83(u−21sin(2u))))
=2(−41sin3(u)cos(u)+83(u−21sin(2u))−2(−6cos(u)sin5(u)+65(−41sin3(u)cos(u)+83(u−21sin(2u))))−8cos(u)sin7(u)+87(−6cos(u)sin5(u)+65(−41sin3(u)cos(u)+83(u−21sin(2u)))))
代用を戻す u=2x=2(−41sin3(2x)cos(2x)+83(2x−21sin(2⋅2x))−2(−6cos(2x)sin5(2x)+65(−41sin3(2x)cos(2x)+83(2x−21sin(2⋅2x))))−8cos(2x)sin7(2x)+87(−6cos(2x)sin5(2x)+65(−41sin3(2x)cos(2x)+83(2x−21sin(2⋅2x)))))
簡素化 2(−41sin3(2x)cos(2x)+83(2x−21sin(2⋅2x))−2(−6cos(2x)sin5(2x)+65(−41sin3(2x)cos(2x)+83(2x−21sin(2⋅2x))))−8cos(2x)sin7(2x)+87(−6cos(2x)sin5(2x)+65(−41sin3(2x)cos(2x)+83(2x−21sin(2⋅2x))))):2(−41sin3(2x)cos(2x)+163(x−sin(x))−2563(5(3(x−sin(x))−4sin3(2x)cos(2x))−16sin5(2x)cos(2x))−81sin7(2x)cos(2x))
=2(−41sin3(2x)cos(2x)+163(x−sin(x))−2563(5(3(x−sin(x))−4sin3(2x)cos(2x))−16sin5(2x)cos(2x))−81sin7(2x)cos(2x))
定数を解答に追加する=2(−41sin3(2x)cos(2x)+163(x−sin(x))−2563(5(3(x−sin(x))−4sin3(2x)cos(2x))−16sin5(2x)cos(2x))−81sin7(2x)cos(2x))+C