Интеграл cos(x)^7 (dx)

Вы ввели

  1           
  /           
 |            
 |     7      
 |  cos (x) dx
 |            
/             
0             

$$\int\limits_{0}^{1} \cos^{7}{\left(x \right)}\, dx$$

Подробное решение

1. Перепишите подынтегральное выражение:

   $\cos^{7}{\left(x \right)} = \left(1 - \sin^{2}{\left(x \right)}\right)^{3} \cos{\left(x \right)}$

2. Есть несколько способов вычислить этот интеграл.

   Метод #1

   1. Перепишите подынтегральное выражение:

      $\left(1 - \sin^{2}{\left(x \right)}\right)^{3} \cos{\left(x \right)} = - \sin^{6}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} + 3 \sin^{4}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} - 3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}$

   2. Интегрируем почленно:

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

         $\int \left(- \sin^{6}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}\right)\, dx = - \int \sin^{6}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}\, dx$

         1. пусть $u = \sin{\left(x \right)}$.

            Тогда пусть $du = \cos{\left(x \right)} dx$ и подставим $du$:

            $\int u^{6}\, du$

            1. Интеграл $u^{n}$ есть $\frac{u^{n + 1}}{n + 1}$ когда $n \neq -1$:

               $\int u^{6}\, du = \frac{u^{7}}{7}$

            Если сейчас заменить $u$ ещё в:

            $\frac{\sin^{7}{\left(x \right)}}{7}$

         Таким образом, результат будет: $- \frac{\sin^{7}{\left(x \right)}}{7}$

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

         $\int 3 \sin^{4}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}\, dx = 3 \int \sin^{4}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}\, dx$

         1. пусть $u = \sin{\left(x \right)}$.

            Тогда пусть $du = \cos{\left(x \right)} dx$ и подставим $du$:

            $\int u^{4}\, du$

            1. Интеграл $u^{n}$ есть $\frac{u^{n + 1}}{n + 1}$ когда $n \neq -1$:

               $\int u^{4}\, du = \frac{u^{5}}{5}$

            Если сейчас заменить $u$ ещё в:

            $\frac{\sin^{5}{\left(x \right)}}{5}$

         Таким образом, результат будет: $\frac{3 \sin^{5}{\left(x \right)}}{5}$

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

         $\int \left(- 3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}\right)\, dx = - 3 \int \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}\, dx$

         1. пусть $u = \sin{\left(x \right)}$.

            Тогда пусть $du = \cos{\left(x \right)} dx$ и подставим $du$:

            $\int u^{2}\, du$

            1. Интеграл $u^{n}$ есть $\frac{u^{n + 1}}{n + 1}$ когда $n \neq -1$:

               $\int u^{2}\, du = \frac{u^{3}}{3}$

            Если сейчас заменить $u$ ещё в:

            $\frac{\sin^{3}{\left(x \right)}}{3}$

         Таким образом, результат будет: $- \sin^{3}{\left(x \right)}$

      1. Интеграл от косинуса есть синус:

         $\int \cos{\left(x \right)}\, dx = \sin{\left(x \right)}$

      Результат есть: $- \frac{\sin^{7}{\left(x \right)}}{7} + \frac{3 \sin^{5}{\left(x \right)}}{5} - \sin^{3}{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}$

   Метод #2

   1. Перепишите подынтегральное выражение:

      $\left(1 - \sin^{2}{\left(x \right)}\right)^{3} \cos{\left(x \right)} = - \sin^{6}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} + 3 \sin^{4}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} - 3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}$

   2. Интегрируем почленно:

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

         $\int \left(- \sin^{6}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}\right)\, dx = - \int \sin^{6}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}\, dx$

         1. пусть $u = \sin{\left(x \right)}$.

            Тогда пусть $du = \cos{\left(x \right)} dx$ и подставим $du$:

            $\int u^{6}\, du$

            1. Интеграл $u^{n}$ есть $\frac{u^{n + 1}}{n + 1}$ когда $n \neq -1$:

               $\int u^{6}\, du = \frac{u^{7}}{7}$

            Если сейчас заменить $u$ ещё в:

            $\frac{\sin^{7}{\left(x \right)}}{7}$

         Таким образом, результат будет: $- \frac{\sin^{7}{\left(x \right)}}{7}$

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

         $\int 3 \sin^{4}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}\, dx = 3 \int \sin^{4}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}\, dx$

         1. пусть $u = \sin{\left(x \right)}$.

            Тогда пусть $du = \cos{\left(x \right)} dx$ и подставим $du$:

            $\int u^{4}\, du$

            1. Интеграл $u^{n}$ есть $\frac{u^{n + 1}}{n + 1}$ когда $n \neq -1$:

               $\int u^{4}\, du = \frac{u^{5}}{5}$

            Если сейчас заменить $u$ ещё в:

            $\frac{\sin^{5}{\left(x \right)}}{5}$

         Таким образом, результат будет: $\frac{3 \sin^{5}{\left(x \right)}}{5}$

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

         $\int \left(- 3 \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}\right)\, dx = - 3 \int \sin^{2}{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}\, dx$

         1. пусть $u = \sin{\left(x \right)}$.

            Тогда пусть $du = \cos{\left(x \right)} dx$ и подставим $du$:

            $\int u^{2}\, du$

            1. Интеграл $u^{n}$ есть $\frac{u^{n + 1}}{n + 1}$ когда $n \neq -1$:

               $\int u^{2}\, du = \frac{u^{3}}{3}$

            Если сейчас заменить $u$ ещё в:

            $\frac{\sin^{3}{\left(x \right)}}{3}$

         Таким образом, результат будет: $- \sin^{3}{\left(x \right)}$

      1. Интеграл от косинуса есть синус:

         $\int \cos{\left(x \right)}\, dx = \sin{\left(x \right)}$

      Результат есть: $- \frac{\sin^{7}{\left(x \right)}}{7} + \frac{3 \sin^{5}{\left(x \right)}}{5} - \sin^{3}{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}$

3. Теперь упростить:

   $\left(- \frac{\sin^{6}{\left(x \right)}}{7} + \frac{3 \sin^{4}{\left(x \right)}}{5} + \cos^{2}{\left(x \right)}\right) \sin{\left(x \right)}$

4. Добавляем постоянную интегрирования:

   $\left(- \frac{\sin^{6}{\left(x \right)}}{7} + \frac{3 \sin^{4}{\left(x \right)}}{5} + \cos^{2}{\left(x \right)}\right) \sin{\left(x \right)}+ \mathrm{constant}$

---

Ответ:

$\left(- \frac{\sin^{6}{\left(x \right)}}{7} + \frac{3 \sin^{4}{\left(x \right)}}{5} + \cos^{2}{\left(x \right)}\right) \sin{\left(x \right)}+ \mathrm{constant}$

Ответ

               7           5            
     3      sin (1)   3*sin (1)         
- sin (1) - ------- + --------- + sin(1)
               7          5             

$$- \sin^{3}{\left(1 \right)} - \frac{\sin^{7}{\left(1 \right)}}{7} + \frac{3 \sin^{5}{\left(1 \right)}}{5} + \sin{\left(1 \right)}$$

=

=

               7           5            
     3      sin (1)   3*sin (1)         
- sin (1) - ------- + --------- + sin(1)
               7          5             

$$- \sin^{3}{\left(1 \right)} - \frac{\sin^{7}{\left(1 \right)}}{7} + \frac{3 \sin^{5}{\left(1 \right)}}{5} + \sin{\left(1 \right)}$$

Численный ответ

0.456104465133679

Ответ (Неопределённый)

  /                                                       
 |                               7           5            
 |    7                3      sin (x)   3*sin (x)         
 | cos (x) dx = C - sin (x) - ------- + --------- + sin(x)
 |                               7          5             
/                                                         

$$\int \cos^{7}{\left(x \right)}\, dx = C - \frac{\sin^{7}{\left(x \right)}}{7} + \frac{3 \sin^{5}{\left(x \right)}}{5} - \sin^{3}{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}$$

График