ما هو جزء لا يتجزأ من int tan ^ 4x dx؟

ما هو جزء لا يتجزأ من int tan ^ 4x dx؟
Anonim

إجابة:

# (تان ^ 3X) / 3-tanx + س + C #

تفسير:

عادة ما يتضمن حل مضادات المثلثات المثلثية كسر جزء لا يتجزأ من تطبيق الهويات فيثاغورس ، واستخدامها # ش #-الاستبدال. هذا بالضبط ما سنفعله هنا.

ابدأ بإعادة الكتابة # inttan ^ 4xdx # مثل # inttan ^ ^ 2xtan 2xdx #. الآن يمكننا تطبيق هوية فيثاغورس # تان ^ 2X + 1 = ثانية ^ 2X #أو # تان ^ 2X = ثانية ^ 2X-1 #:

# inttan ^ ^ 2xtan 2xdx = كثافة العمليات (ثانية ^ 2X-1) تان ^ 2xdx #

توزيع # تان ^ 2X #:

#COLOR (أبيض) (XX) = intsec ^ ^ 2xtan 2xtan ^ 2xdx #

تطبيق قاعدة المبلغ:

#COLOR (أبيض) (XX) = intsec ^ ^ 2xtan-2xdx inttan ^ 2xdx #

سنقوم بتقييم هذه التكاملات واحدة تلو الأخرى.

لا يتجزأ الأولى

هذا واحد يتم حلها باستخدام # ش #-الاستبدال:

سمح # ش = tanx #

# (دو) / DX = ثانية ^ 2X #

# دو = ثانية ^ 2xdx #

تطبيق البديل ،

#COLOR (أبيض) (XX) intsec ^ ^ 2xtan 2xdx = intu ^ 2DU #

#COLOR (أبيض) (XX) = ش ^ 03/03 + C #

لان # ش = tanx #, # intsec ^ ^ 2xtan 2xdx = (تان ^ 3X) / 3 + C #

الثاني لا يتجزأ

لأننا لا نعرف حقا ما # inttan ^ 2xdx # هو فقط من خلال النظر في ذلك ، حاول تطبيق # تان ^ 2 = ثانية ^ 2X-1 # الهوية مرة أخرى:

# inttan ^ 2xdx = كثافة العمليات (ثانية ^ 2X-1) DX #

باستخدام قاعدة المبلغ ، يتلخص التكامل في:

# intsec ^ 2xdx-int1dx #

أول هؤلاء ، # intsec ^ 2xdx #، انه ببساطة # tanx + C #. والثاني ، ما يسمى "الكمال التام" ، هو ببساطة # س + C #. بوضع كل ذلك معا ، يمكننا أن نقول:

# inttan ^ 2xdx = tanx + C-س + C #

و بسبب # C + C # هو مجرد ثابت تعسفي آخر ، يمكننا دمجها في ثابت عام # C #:

# inttan ^ 2xdx = tanx-X + C #

بالجمع بين النتيجتين ، لدينا:

# inttan ^ 4xdx = intsec ^ ^ 2xtan-2xdx inttan ^ 2xdx = ((تان ^ 3X) / 3 + C) - (tanx-X + C) = (تان ^ 3X) / 3-tanx + س + C #

مرة أخرى ، لأن # C + C # هو ثابت ، يمكننا الانضمام إليهم في واحد # C #.