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cosn次方x的不定積分公式

來源 :華課網(wǎng)校 2024-06-20 15:13:48

cosn次方x的不定積分公式是很多學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的同學(xué)都需要掌握的重要知識(shí)之一。在這篇文章中,我將詳細(xì)介紹cosn次方x的不定積分公式及其推導(dǎo)過程。

首先,我們來看一下cosn次方x的不定積分公式:

∫cos^nxdx = (1/n)cos^(n-1)xsinx + [(n-1)/n]∫cos^(n-2)xdx

這個(gè)公式看起來可能有些繁瑣,但是它實(shí)際上是由遞推公式推導(dǎo)出來的。我們可以通過遞推公式逐步推導(dǎo)出cosn次方x的不定積分公式。

首先,我們有cos2x的不定積分公式:

∫cos2xdx = (1/2)cosxsinx + (1/2)∫dx

可以看出,這個(gè)公式中的∫dx就是x的不定積分。接下來,我們來考慮cos3x的不定積分公式。我們可以通過分部積分的方法來求解:

∫cos3xdx = ∫cos2xcosxdx

令u = cos2x,dv = cosxdx,則du = -2cosxsinx,v = sinx。根據(jù)分部積分公式,有:

∫cos3xdx = cos2xsinx + 2∫cos2xsin2xdx

接下來,我們需要解決∫cos2xsin2xdx這個(gè)積分。我們可以通過三角恒等式將它轉(zhuǎn)化為∫(1-cos2x)cos2xdx,即:

∫cos2xsin2xdx = ∫(1-cos2x)cos2xdx = ∫cos2xdx - ∫cos^4xdx

其中,∫cos2xdx已經(jīng)在上面求解過了。接下來,我們需要解決∫cos^4xdx這個(gè)積分。

我們可以通過分部積分的方法來解決這個(gè)積分。令u = cos3x,dv = cosxdx,則du = -3cos2xsinx,v = sinx。根據(jù)分部積分公式,有:

∫cos^4xdx = cos3xsinx + 3∫cos2xsin2xdx

將∫cos2xsin2xdx代入上式中,得:

∫cos^4xdx = cos3xsinx + 3(∫cos2xdx - ∫cos^4xdx)

移項(xiàng)整理,得:

4∫cos^4xdx = cos3xsinx + 3∫cos2xdx

將cos3xsinx代入上式中,得:

4∫cos^4xdx = cos3xsinx + 3(∫cos2xdx - 1/2cosxsinx)

化簡(jiǎn)可得:

∫cos^4xdx = (1/8)cos3xsinx + (3/8)cos2x + (1/4)sinx + C

將∫cos2xdx和∫cos^4xdx代入∫cos3xdx中,化簡(jiǎn)可得:

∫cos3xdx = (1/3)cos2xsinx + (2/3)∫cos2xdx

將∫cos2xdx代入上式中,即可得到cos3x的不定積分公式:

∫cos3xdx = (1/3)cos2xsinx + (2/3)[(1/2)cosxsinx + (1/2)∫dx]

化簡(jiǎn)可得:

∫cos3xdx = (1/3)cos2xsinx + (1/3)cosxsinx + (1/3)∫dx

化簡(jiǎn)后的公式其實(shí)就是我們一開始給出的遞推公式。當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),我們可以通過類似的推導(dǎo)方法得到cosn次方x的不定積分公式。

綜上所述,cosn次方x的不定積分公式是由遞推公式推導(dǎo)出來的。通過逐步推導(dǎo),我們可以得到這個(gè)公式的具體形式。這個(gè)公式在高等數(shù)學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用,掌握它對(duì)于學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)來說是非常重要的。

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