Интеграл cos(x)/e^x (dx)

Вы ввели

  1          
  /          
 |           
 |  cos(x)   
 |  ------ dx
 |     x     
 |    e      
 |           
/            
0            

$$\int\limits_{0}^{1} \frac{\cos{\left(x \right)}}{e^{x}}\, dx$$

Подробное решение

1. Перепишите подынтегральное выражение:

   $\frac{1}{e^{x}} \cos{\left (x \right )} = e^{- x} \cos{\left (x \right )}$

2. Есть несколько способов вычислить этот интеграл.

   Метод #1

   1. пусть $u = - x$.

      Тогда пусть $du = - dx$ и подставим $- du$:

      $\int e^{u} \cos{\left (u \right )}\, du$

      1. Интеграл от произведения функции на константу есть эта константа на интеграл от данной функции:

         $\int e^{u} \cos{\left (u \right )}\, du = - \int e^{u} \cos{\left (u \right )}\, du$

         1. Используем интегрирование по частям:

            $\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$

            пусть $u{\left (u \right )} = \cos{\left (u \right )}$ и пусть $\operatorname{dv}{\left (u \right )} = e^{u}$ dx.

            Затем $\operatorname{du}{\left (u \right )} = - \sin{\left (u \right )}$ dx.

            Чтобы найти $v{\left (u \right )}$:

            1. Интеграл от экспоненты есть он же сам.

               $\int e^{u}\, du = e^{u}$

            Теперь решаем под-интеграл.

         2. Интеграл от произведения функции на константу есть эта константа на интеграл от данной функции:

            $\int - e^{u} \sin{\left (u \right )}\, du = - \int e^{u} \sin{\left (u \right )}\, du$

            1. Используем интегрирование по частям, отметим, что в конечном итоге подынтегральное выражение повторяется.

               1. Для подинтегрального выражения $e^{u} \sin{\left (u \right )}$:

                  пусть $u{\left (u \right )} = \sin{\left (u \right )}$ и пусть $\operatorname{dv}{\left (u \right )} = e^{u}$.

                  Затем $\int e^{u} \sin{\left (u \right )}\, du = e^{u} \sin{\left (u \right )} - \int e^{u} \cos{\left (u \right )}\, du$.

               2. Для подинтегрального выражения $e^{u} \cos{\left (u \right )}$:

                  пусть $u{\left (u \right )} = \cos{\left (u \right )}$ и пусть $\operatorname{dv}{\left (u \right )} = e^{u}$.

                  Затем $\int e^{u} \sin{\left (u \right )}\, du = e^{u} \sin{\left (u \right )} - e^{u} \cos{\left (u \right )} + \int - e^{u} \sin{\left (u \right )}\, du$.

               3. Обратите внимание, что подынтегральное выражение повторилось, поэтому переместим его в сторону:

                  $2 \int e^{u} \sin{\left (u \right )}\, du = e^{u} \sin{\left (u \right )} - e^{u} \cos{\left (u \right )}$

                  Поэтому,

                  $\int e^{u} \sin{\left (u \right )}\, du = \frac{e^{u}}{2} \sin{\left (u \right )} - \frac{e^{u}}{2} \cos{\left (u \right )}$

            Таким образом, результат будет: $- \frac{e^{u}}{2} \sin{\left (u \right )} + \frac{e^{u}}{2} \cos{\left (u \right )}$

         Таким образом, результат будет: $- \frac{e^{u}}{2} \sin{\left (u \right )} - \frac{e^{u}}{2} \cos{\left (u \right )}$

      Если сейчас заменить $u$ ещё в:

      $\frac{e^{- x}}{2} \sin{\left (x \right )} - \frac{e^{- x}}{2} \cos{\left (x \right )}$

   Метод #2

   1. Используем интегрирование по частям, отметим, что в конечном итоге подынтегральное выражение повторяется.

      1. Для подинтегрального выражения $e^{- x} \cos{\left (x \right )}$:

         пусть $u{\left (x \right )} = \cos{\left (x \right )}$ и пусть $\operatorname{dv}{\left (x \right )} = e^{- x}$.

         Затем $\int e^{- x} \cos{\left (x \right )}\, dx = - \int e^{- x} \sin{\left (x \right )}\, dx - e^{- x} \cos{\left (x \right )}$.

      2. Для подинтегрального выражения $e^{- x} \sin{\left (x \right )}$:

         пусть $u{\left (x \right )} = \sin{\left (x \right )}$ и пусть $\operatorname{dv}{\left (x \right )} = e^{- x}$.

         Затем $\int e^{- x} \cos{\left (x \right )}\, dx = \int - e^{- x} \cos{\left (x \right )}\, dx + e^{- x} \sin{\left (x \right )} - e^{- x} \cos{\left (x \right )}$.

      3. Обратите внимание, что подынтегральное выражение повторилось, поэтому переместим его в сторону:

         $2 \int e^{- x} \cos{\left (x \right )}\, dx = e^{- x} \sin{\left (x \right )} - e^{- x} \cos{\left (x \right )}$

         Поэтому,

         $\int e^{- x} \cos{\left (x \right )}\, dx = \frac{e^{- x}}{2} \sin{\left (x \right )} - \frac{e^{- x}}{2} \cos{\left (x \right )}$

3. Теперь упростить:

   $- \frac{\sqrt{2}}{2} e^{- x} \cos{\left (x + \frac{\pi}{4} \right )}$

4. Добавляем постоянную интегрирования:

   $- \frac{\sqrt{2}}{2} e^{- x} \cos{\left (x + \frac{\pi}{4} \right )}+ \mathrm{constant}$

---

Ответ:

$- \frac{\sqrt{2}}{2} e^{- x} \cos{\left (x + \frac{\pi}{4} \right )}+ \mathrm{constant}$

Ответ

     -1                  -1
1   e  *sin(1)   cos(1)*e  
- + ---------- - ----------
2       2            2     

$$- \frac{\cos{\left(1 \right)}}{2 e} + \frac{\sin{\left(1 \right)}}{2 e} + \frac{1}{2}$$

=

=

     -1                  -1
1   e  *sin(1)   cos(1)*e  
- + ---------- - ----------
2       2            2     

$$- \frac{\cos{\left(1 \right)}}{2 e} + \frac{\sin{\left(1 \right)}}{2 e} + \frac{1}{2}$$

Численный ответ

0.55539688265335

Ответ (Неопределённый)

  /                                       
 |                  -x                  -x
 | cos(x)          e  *sin(x)   cos(x)*e  
 | ------ dx = C + ---------- - ----------
 |    x                2            2     
 |   e                                    
 |                                        
/                                         

$$\int \frac{\cos{\left(x \right)}}{e^{x}}\, dx = C + \frac{e^{- x} \sin{\left(x \right)}}{2} - \frac{e^{- x} \cos{\left(x \right)}}{2}$$

График