Математический анализ Примеры

$\cos (x) (\sec (x) - \cos (x))$

Этап 1

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

Применим свойство дистрибутивности.

$\int \cos (x) \sec (x) + \cos (x) (- \cos (x)) d x$

Этап 1.2

Выразим через синусы и косинусы, затем сократим общие множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.1

Изменим порядок $\cos (x)$ и $\sec (x)$ .

$\int \sec (x) \cos (x) + \cos (x) (- \cos (x)) d x$

Этап 1.2.2

Выразим $\cos (x) \sec (x)$ через синусы и косинусы.

$\int \frac{1}{\cos (x)} \cos (x) + \cos (x) (- \cos (x)) d x$

Этап 1.2.3

Сократим общие множители.

$\int 1 + \cos (x) (- \cos (x)) d x$

Этап 1.3

Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.

$\int 1 - \cos (x) \cos (x) d x$

Этап 1.4

Умножим $- \cos (x) \cos (x)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.4.1

Возведем $\cos (x)$ в степень $1$ .

$\int 1 - (\cos^{1} (x) \cos (x)) d x$

Этап 1.4.2

Возведем $\cos (x)$ в степень $1$ .

$\int 1 - (\cos^{1} (x) \cos^{1} (x)) d x$

Этап 1.4.3

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

$\int 1 - {\cos (x)}^{1 + 1} d x$

Этап 1.4.4

Добавим $1$ и $1$ .

$\int 1 - \cos^{2} (x) d x$

Этап 1.5

Применим формулу Пифагора.

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

Этап 2

Используем формулу половинного угла для записи $\sin^{2} (x)$ в виде $\frac{1 - \cos (2 x)}{2}$ .

$\int \frac{1 - \cos (2 x)}{2} d x$

Этап 3

Поскольку $\frac{1}{2}$ — константа по отношению к $x$ , вынесем $\frac{1}{2}$ из-под знака интеграла.

$\frac{1}{2} \int 1 - \cos (2 x) d x$

Этап 4

Разделим данный интеграл на несколько интегралов.

$\frac{1}{2} (\int d x + \int - \cos (2 x) d x)$

Этап 5

Применим правило дифференцирования постоянных функций.

$\frac{1}{2} (x + C + \int - \cos (2 x) d x)$

Этап 6

Поскольку $- 1$ — константа по отношению к $x$ , вынесем $- 1$ из-под знака интеграла.

$\frac{1}{2} (x + C - \int \cos (2 x) d x)$

Этап 7

Пусть $u = 2 x$ . Тогда $d u = 2 d x$ , следовательно $\frac{1}{2} d u = d x$ . Перепишем, используя $u$ и $d$ $u$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1

Пусть $u = 2 x$ . Найдем $\frac{d u}{d x}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1.1

Дифференцируем $2 x$ .

$\frac{d}{d x} [2 x]$

Этап 7.1.2

Поскольку $2$ является константой относительно $x$ , производная $2 x$ по $x$ равна $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$2 \frac{d}{d x} [x]$

Этап 7.1.3

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 1$ .

$2 \cdot 1$

Этап 7.1.4

Умножим $2$ на $1$ .

$2$

Этап 7.2

Переформулируем задачу с помощью $u$ и $d u$ .

$\frac{1}{2} (x + C - \int \cos (u) \frac{1}{2} d u)$

Этап 8

Объединим $\cos (u)$ и $\frac{1}{2}$ .

$\frac{1}{2} (x + C - \int \frac{\cos (u)}{2} d u)$

Этап 9

Поскольку $\frac{1}{2}$ — константа по отношению к $u$ , вынесем $\frac{1}{2}$ из-под знака интеграла.

$\frac{1}{2} (x + C - (\frac{1}{2} \int \cos (u) d u))$

Этап 10

Интеграл $\cos (u)$ по $u$ имеет вид $\sin (u)$ .

$\frac{1}{2} (x + C - \frac{1}{2} (\sin (u) + C))$

Этап 11

Упростим.

$\frac{1}{2} (x - \frac{1}{2} \sin (u)) + C$

Этап 12

Заменим все вхождения $u$ на $2 x$ .

$\frac{1}{2} (x - \frac{1}{2} \sin (2 x)) + C$

Этап 13

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 13.1

Объединим $\sin (2 x)$ и $\frac{1}{2}$ .

$\frac{1}{2} (x - \frac{\sin (2 x)}{2}) + C$

Этап 13.2

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{1}{2} x + \frac{1}{2} (- \frac{\sin (2 x)}{2}) + C$

Этап 13.3

Объединим $\frac{1}{2}$ и $x$ .

$\frac{x}{2} + \frac{1}{2} (- \frac{\sin (2 x)}{2}) + C$

Этап 13.4

Умножим $\frac{1}{2} (- \frac{\sin (2 x)}{2})$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 13.4.1

Умножим $\frac{1}{2}$ на $\frac{\sin (2 x)}{2}$ .

$\frac{x}{2} - \frac{\sin (2 x)}{2 \cdot 2} + C$

Этап 13.4.2

Умножим $2$ на $2$ .

$\frac{x}{2} - \frac{\sin (2 x)}{4} + C$

Этап 14

Изменим порядок членов.

$\frac{1}{2} x - \frac{1}{4} \sin (2 x) + C$