Математический анализ Примеры

$\int x^{3} \cos (x) d x$

Этап 1

Проинтегрируем по частям, используя формулу $\int u d v = u v - \int v d u$ , где $u = x^{3}$ и $d v = \cos (x)$ .

$x^{3} \sin (x) - \int \sin (x) (3 x^{2}) d x$

Этап 2

Поскольку $3$ — константа по отношению к $x$ , вынесем $3$ из-под знака интеграла.

$x^{3} \sin (x) - (3 \int \sin (x) (x^{2}) d x)$

Этап 3

Умножим $3$ на $- 1$ .

$x^{3} \sin (x) - 3 \int \sin (x) (x^{2}) d x$

Этап 4

Проинтегрируем по частям, используя формулу $\int u d v = u v - \int v d u$ , где $u = x^{2}$ и $d v = \sin (x)$ .

$x^{3} \sin (x) - 3 (x^{2} (- \cos (x)) - \int - \cos (x) (2 x) d x)$

Этап 5

Умножим $2$ на $- 1$ .

$x^{3} \sin (x) - 3 (x^{2} (- \cos (x)) - \int - 2 \cos (x) x d x)$

Этап 6

Поскольку $- 2$ — константа по отношению к $x$ , вынесем $- 2$ из-под знака интеграла.

$x^{3} \sin (x) - 3 (x^{2} (- \cos (x)) - (- 2 \int \cos (x) x d x))$

Этап 7

Умножим $- 2$ на $- 1$ .

$x^{3} \sin (x) - 3 (x^{2} (- \cos (x)) + 2 \int \cos (x) x d x)$

Этап 8

Проинтегрируем по частям, используя формулу $\int u d v = u v - \int v d u$ , где $u = x$ и $d v = \cos (x)$ .

$x^{3} \sin (x) - 3 (x^{2} (- \cos (x)) + 2 (x \sin (x) - \int \sin (x) d x))$

Этап 9

Интеграл $\sin (x)$ по $x$ имеет вид $- \cos (x)$ .

$x^{3} \sin (x) - 3 (x^{2} (- \cos (x)) + 2 (x \sin (x) - (- \cos (x) + C)))$

Этап 10

Упростим ответ.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 10.1

Перепишем $x^{3} \sin (x) - 3 (x^{2} (- \cos (x)) + 2 (x \sin (x) - (- \cos (x) + C)))$ в виде $x^{3} \sin (x) - 3 (- x^{2} \cos (x) + 2 x \sin (x) + 2 \cos (x)) + C$ .

$x^{3} \sin (x) - 3 (- x^{2} \cos (x) + 2 x \sin (x) + 2 \cos (x)) + C$

Этап 10.2

Перепишем $x^{3} \sin (x) - 3 (- x^{2} \cos (x) + 2 x \sin (x) + 2 \cos (x)) + C$ в виде $x^{3} \sin (x) + 3 (x^{2} \cos (x)) - 6 (x \sin (x)) - 6 \cos (x) + C$ .

$x^{3} \sin (x) + 3 (x^{2} \cos (x)) - 6 (x \sin (x)) - 6 \cos (x) + C$

Этап 10.3

Избавимся от ненужных скобок.

$x^{3} \sin (x) + 3 x^{2} \cos (x) - 6 x \sin (x) - 6 \cos (x) + C$