三角函数的偶次怎么求不定积分

2024-05-06 06:46:10
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关于这个问题,对于三角函数的偶次幂的不定积分,可以使用代换法或者三角函数的公式进行求解。

1. 代换法

对于形如 $

int

sin^2 x dx$ 或者 $

int

cos^4 x dx$ 这样的偶次幂,可以利用代换 $u=

sin x$ 或者 $u=

cos x$ 进行求解。

例如,对于 $

int

sin^2 x dx$,令 $u=

sin x$,则有:

$$

begin{aligned}

int

sin^2 x dx &=

int u^2

cos x du

&=

frac{1}{3}u^3+

ext{常数}

&=

frac{1}{3}

sin^3 x+

ext{常数}

end{aligned}$$

2. 三角函数的公式

对于形如 $

int

cos^2 x dx$ 或者 $

int

sin^4 x dx$ 这样的偶次幂,可以利用三角函数的公式进行化简。

例如,对于 $

int

cos^2 x dx$,利用余弦函数的半角公式 $

cos^2 x =

frac{1}{2}(1+

cos 2x)$,则有:

$$

begin{aligned}

int

cos^2 x dx &=

int

frac{1}{2}(1+

cos 2x) dx

&=

frac{1}{2}(x+

frac{1}{2}

sin 2x)+

ext{常数}

end{aligned}$$

类似地,对于 $

int

sin^4 x dx$,利用正弦函数的双角公式 $

sin^2 x =

frac{1}{2}(1-

cos 2x)$,则有:

$$

begin{aligned}

int

sin^4 x dx &=

int

sin^2 x

sin^2 x dx

&=

int

frac{1}{4}(1-

cos 2x)(1-

cos 2x) dx

&=

frac{1}{4}(x-

frac{1}{4}

sin 4x)+

ext{常数}

end{aligned}$$

综上所述,对于三角函数的偶次幂的不定积分,可以使用代换法或者三角函数的公式进行求解。