Интеграл sin(t)^(4) (dx)

Преподаватель очень удивится увидев твоё верное решение 😼

d

↑ Введите нижнюю границу интеграла и верхнюю границу интеграла b, подинтегральную функцию f(x) - смотрите пример

Кусочно-заданная:

{ кусочно-заданную функцию ввести здесь.

    Решение

    Вы ввели [src]
      1           
      /           
     |            
     |     4      
     |  sin (t) dt
     |            
    /             
    0             
    01sin4(t)dt\int_{0}^{1} \sin^{4}{\left (t \right )}\, dt
    Подробное решение
    1. Перепишите подынтегральное выражение:

      sin4(t)=(12cos(2t)+12)2\sin^{4}{\left (t \right )} = \left(- \frac{1}{2} \cos{\left (2 t \right )} + \frac{1}{2}\right)^{2}

    2. Перепишите подынтегральное выражение:

      (12cos(2t)+12)2=14cos2(2t)12cos(2t)+14\left(- \frac{1}{2} \cos{\left (2 t \right )} + \frac{1}{2}\right)^{2} = \frac{1}{4} \cos^{2}{\left (2 t \right )} - \frac{1}{2} \cos{\left (2 t \right )} + \frac{1}{4}

    3. Интегрируем почленно:

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

        14cos2(2t)dt=14cos2(2t)dt\int \frac{1}{4} \cos^{2}{\left (2 t \right )}\, dt = \frac{1}{4} \int \cos^{2}{\left (2 t \right )}\, dt

        1. Перепишите подынтегральное выражение:

          cos2(2t)=12cos(4t)+12\cos^{2}{\left (2 t \right )} = \frac{1}{2} \cos{\left (4 t \right )} + \frac{1}{2}

        2. Интегрируем почленно:

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

            12cos(4t)dt=12cos(4t)dt\int \frac{1}{2} \cos{\left (4 t \right )}\, dt = \frac{1}{2} \int \cos{\left (4 t \right )}\, dt

            1. пусть u=4tu = 4 t.

              Тогда пусть du=4dtdu = 4 dt и подставим du4\frac{du}{4}:

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

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

                cos(u)du=14cos(u)du\int \cos{\left (u \right )}\, du = \frac{1}{4} \int \cos{\left (u \right )}\, du

                1. Интеграл от косинуса есть синус:

                  cos(u)du=sin(u)\int \cos{\left (u \right )}\, du = \sin{\left (u \right )}

                Таким образом, результат будет: 14sin(u)\frac{1}{4} \sin{\left (u \right )}

              Если сейчас заменить uu ещё в:

              14sin(4t)\frac{1}{4} \sin{\left (4 t \right )}

            Таким образом, результат будет: 18sin(4t)\frac{1}{8} \sin{\left (4 t \right )}

          1. Интеграл от константы есть эта константа, умноженная на переменную интегрирования:

            12dt=t2\int \frac{1}{2}\, dt = \frac{t}{2}

          Результат есть: t2+18sin(4t)\frac{t}{2} + \frac{1}{8} \sin{\left (4 t \right )}

        Таким образом, результат будет: t8+132sin(4t)\frac{t}{8} + \frac{1}{32} \sin{\left (4 t \right )}

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

        12cos(2t)dt=12cos(2t)dt\int - \frac{1}{2} \cos{\left (2 t \right )}\, dt = - \frac{1}{2} \int \cos{\left (2 t \right )}\, dt

        1. пусть u=2tu = 2 t.

          Тогда пусть du=2dtdu = 2 dt и подставим du2\frac{du}{2}:

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

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

            cos(u)du=12cos(u)du\int \cos{\left (u \right )}\, du = \frac{1}{2} \int \cos{\left (u \right )}\, du

            1. Интеграл от косинуса есть синус:

              cos(u)du=sin(u)\int \cos{\left (u \right )}\, du = \sin{\left (u \right )}

            Таким образом, результат будет: 12sin(u)\frac{1}{2} \sin{\left (u \right )}

          Если сейчас заменить uu ещё в:

          12sin(2t)\frac{1}{2} \sin{\left (2 t \right )}

        Таким образом, результат будет: 14sin(2t)- \frac{1}{4} \sin{\left (2 t \right )}

      1. Интеграл от константы есть эта константа, умноженная на переменную интегрирования:

        14dt=t4\int \frac{1}{4}\, dt = \frac{t}{4}

      Результат есть: 3t814sin(2t)+132sin(4t)\frac{3 t}{8} - \frac{1}{4} \sin{\left (2 t \right )} + \frac{1}{32} \sin{\left (4 t \right )}

    4. Добавляем постоянную интегрирования:

      3t814sin(2t)+132sin(4t)+constant\frac{3 t}{8} - \frac{1}{4} \sin{\left (2 t \right )} + \frac{1}{32} \sin{\left (4 t \right )}+ \mathrm{constant}


    Ответ:

    3t814sin(2t)+132sin(4t)+constant\frac{3 t}{8} - \frac{1}{4} \sin{\left (2 t \right )} + \frac{1}{32} \sin{\left (4 t \right )}+ \mathrm{constant}

    График
    02468-8-6-4-2-1010-1010
    Ответ [src]
      1                                                  
      /                                                  
     |                                        3          
     |     4         3   3*cos(1)*sin(1)   sin (1)*cos(1)
     |  sin (t) dt = - - --------------- - --------------
     |               8          8                4       
    /                                                    
    0                                                    
    sin48sin2+1232{{\sin 4-8\,\sin 2+12}\over{32}}
    Численный ответ [src]
    0.124025565315207
    Ответ (Неопределённый) [src]
      /                                          
     |                                           
     |    4             sin(2*t)   sin(4*t)   3*t
     | sin (t) dt = C - -------- + -------- + ---
     |                     4          32       8 
    /                                            
    sin(4t)2+2t8sin(2t)2+t22{{{{{{\sin \left(4\,t\right)}\over{2}}+2\,t}\over{8}}-{{\sin \left( 2\,t\right)}\over{2}}+{{t}\over{2}}}\over{2}}