要计算函数$f(x) = x
sin(x)$在区间$[0,
pi]$上的定积分,可以使用分部积分法。
首先,我们将$f(x)$拆分为两个函数的乘积:$u = x$和$dv =
sin(x)dx$。
然后,我们对$u$求导得到$du = dx$,对$v$积分得到$v = -
cos(x)$。
根据分部积分公式,我们有:
$$
int u dv = uv -
int v du$$
将上述结果代入,得到:
$$
int x
sin(x)dx = -x
cos(x) +
int
cos(x)dx$$
对$
int
cos(x)dx$进行积分,得到$
sin(x)$。
最终,我们得到:
$$
int x
sin(x)dx = -x
cos(x) +
sin(x)$$
将上述结果代入区间$[0,
pi]$,我们可以计算出定积分的值。
解:∵sin²x=(1-cos2x)/2,
∴∫x²sin²xdx
=∫x²(1-cos2x)dx/2
=x³/6-(1/4)∫x²d(sin2x)。
而,∫x²d(sin2x)
=x²sin2x-∫2xsin2xdx
=x²sin2x+xcos2x-∫cos2xdx
=x²sin2x+xcos2x-(1/2)sin2x+C,
∴∫(0,π)x²sin²xdx
=[x³/6-(1/4)(x²sin2x+xcos2x)+(1/8)sin2x]丨(x=0,π)
=π³/6-π/4。