Giải tích Ví dụ

$\sin (3 x) + \cos (3 x)$

Bước 1

Viết $\sin (3 x) + \cos (3 x)$ ở dạng một hàm số.

$f (x) = \sin (3 x) + \cos (3 x)$

Bước 2

Có thể tìm hàm số $F (x)$ bằng cách tìm tích phân bất định của đạo hàm $f (x)$ .

$F (x) = \int f (x) d x$

Bước 3

Lập tích phân để giải.

$F (x) = \int \sin (3 x) + \cos (3 x) d x$

Bước 4

Chia tích phân đơn thành nhiều tích phân.

$\int \sin (3 x) d x + \int \cos (3 x) d x$

Bước 5

Giả sử $u_{1} = 3 x$ . Sau đó $d u_{1} = 3 d x$ , nên $\frac{1}{3} d u_{1} = d x$ . Viết lại bằng $u_{1}$ và $d$ $u_{1}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.1

Hãy đặt $u_{1} = 3 x$ . Tìm $\frac{d u_{1}}{d x}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.1.1

Tính đạo hàm $3 x$ .

$\frac{d}{d x} [3 x]$

Bước 5.1.2

Vì $3$ không đổi đối với $x$ , nên đạo hàm của $3 x$ đối với $x$ là $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$3 \frac{d}{d x} [x]$

Bước 5.1.3

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ là $n x^{n - 1}$ trong đó $n = 1$ .

$3 \cdot 1$

Bước 5.1.4

Nhân $3$ với $1$ .

$3$

Bước 5.2

Viết lại bài tập bằng cách dùng $u_{1}$ và $d u_{1}$ .

$\int \sin (u_{1}) \frac{1}{3} d u_{1} + \int \cos (3 x) d x$

Bước 6

Kết hợp $\sin (u_{1})$ và $\frac{1}{3}$ .

$\int \frac{\sin (u_{1})}{3} d u_{1} + \int \cos (3 x) d x$

Bước 7

Vì $\frac{1}{3}$ không đổi đối với $u_{1}$ , hãy di chuyển $\frac{1}{3}$ ra khỏi tích phân.

$\frac{1}{3} \int \sin (u_{1}) d u_{1} + \int \cos (3 x) d x$

Bước 8

Tích phân của $\sin (u_{1})$ đối với $u_{1}$ là $- \cos (u_{1})$ .

$\frac{1}{3} (- \cos (u_{1}) + C) + \int \cos (3 x) d x$

Bước 9

Giả sử $u_{2} = 3 x$ . Sau đó $d u_{2} = 3 d x$ , nên $\frac{1}{3} d u_{2} = d x$ . Viết lại bằng $u_{2}$ và $d$ $u_{2}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 9.1

Hãy đặt $u_{2} = 3 x$ . Tìm $\frac{d u_{2}}{d x}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 9.1.1

Tính đạo hàm $3 x$ .

$\frac{d}{d x} [3 x]$

Bước 9.1.2

Vì $3$ không đổi đối với $x$ , nên đạo hàm của $3 x$ đối với $x$ là $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$3 \frac{d}{d x} [x]$

Bước 9.1.3

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ là $n x^{n - 1}$ trong đó $n = 1$ .

$3 \cdot 1$

Bước 9.1.4

Nhân $3$ với $1$ .

$3$

Bước 9.2

Viết lại bài tập bằng cách dùng $u_{2}$ và $d u_{2}$ .

$\frac{1}{3} (- \cos (u_{1}) + C) + \int \cos (u_{2}) \frac{1}{3} d u_{2}$

Bước 10

Kết hợp $\cos (u_{2})$ và $\frac{1}{3}$ .

$\frac{1}{3} (- \cos (u_{1}) + C) + \int \frac{\cos (u_{2})}{3} d u_{2}$

Bước 11

Vì $\frac{1}{3}$ không đổi đối với $u_{2}$ , hãy di chuyển $\frac{1}{3}$ ra khỏi tích phân.

$\frac{1}{3} (- \cos (u_{1}) + C) + \frac{1}{3} \int \cos (u_{2}) d u_{2}$

Bước 12

Tích phân của $\cos (u_{2})$ đối với $u_{2}$ là $\sin (u_{2})$ .

$\frac{1}{3} (- \cos (u_{1}) + C) + \frac{1}{3} (\sin (u_{2}) + C)$

Bước 13

Rút gọn.

$- \frac{\cos (u_{1})}{3} + \frac{1}{3} \sin (u_{2}) + C$

Bước 14

Thay trở lại cho mỗi biến thay thế tích phân.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 14.1

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u_{1}$ với $3 x$ .

$- \frac{\cos (3 x)}{3} + \frac{1}{3} \sin (u_{2}) + C$

Bước 14.2

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u_{2}$ với $3 x$ .

$- \frac{\cos (3 x)}{3} + \frac{1}{3} \sin (3 x) + C$

Bước 15

Sắp xếp lại các số hạng.

$- \frac{1}{3} \cos (3 x) + \frac{1}{3} \sin (3 x) + C$

Bước 16

Câu trả lời là nguyên hàm của hàm số $f (x) = \sin (3 x) + \cos (3 x)$ .

$F (x) =$ $- \frac{1}{3} \cos (3 x) + \frac{1}{3} \sin (3 x) + C$