Πώς μπορώ να βρω το ολοκληρωμένο int (x ^ 2 * sin (pix)) dx;

Πώς μπορώ να βρω το ολοκληρωμένο int (x ^ 2 * sin (pix)) dx;
Anonim

Χρησιμοποιώντας την ενσωμάτωση με ανταλλακτικά,

# intx ^ 2sinpixdx #

#=#

# (- 1 / pi) x ^ 2cospix + ((2) / pi ^ 2) xsinpix + (2 / pi ^ 3) cospix +

Θυμηθείτε ότι η ενσωμάτωση με μέρη χρησιμοποιεί τον τύπο:

# intu # # dv # = #uv - intv # # du #

Το οποίο βασίζεται στον κανόνα του προϊόντος για τα παράγωγα:

#uv = vdu + udv #

Για να χρησιμοποιήσουμε αυτόν τον τύπο, πρέπει να αποφασίσουμε ποιος όρος θα είναι # u #, και ποια θα είναι # dv #. Ένας χρήσιμος τρόπος για να καταλάβεις ποιος όρος πηγαίνει πού είναι ILATE μέθοδος.

Αντίστροφη εκκένωση

Λογαριθμικοί

Αλγεβρα

Κομψός

Εξετάσεις

Αυτό σας δίνει μια σειρά προτεραιότητας του οποίου ο όρος χρησιμοποιείται για "# u #", έτσι ώστε ό, τι έχει απομείνει γίνεται μας # dv #. Η λειτουργία μας περιέχει ένα # x ^ 2 # και ένα # sinpix #, έτσι η μέθοδος ILATE μας λέει αυτό # x ^ 2 # θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν ως μας # u #, δεδομένου ότι είναι αλγεβρικό και υψηλότερο από τη λίστα # sinpix #, η οποία είναι τριγωνική.

Τώρα έχουμε:

#u = x ^ 2 #, #dv = sinpix #

Τα επόμενα στοιχεία που χρειαζόμαστε στον τύπο είναι "# du #" και "# v #", που παίρνουμε βρίσκοντας το παράγωγο του"# u #"και το ολοκλήρωμα του"# dv #'.

Το παράγωγο αποκτάται χρησιμοποιώντας τον κανόνα ισχύος:

# d / dxx ^ 2 = 2x = du #

Για το ολοκληρωμένο, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την υποκατάσταση.

χρησιμοποιώντας #w = pix #, καταλήγουμε # (- 1 / pi) cosw #

Τώρα έχουμε:

#du = 2x dx #, #v = ## (- 1 / pi) cospix #

Συνδέοντας την αρχική μας φόρμουλα Integration by Parts, έχουμε:

# intu # # dv # = #uv - intv # # du #

#=#

# intx ^ 2sinpixdx = (-1 / pi) x ^ 2cospix - (-1 / pi) int2xcospixdx #

Τώρα έχουμε με ένα άλλο αναπόσπαστο μέρος το οποίο πρέπει να χρησιμοποιήσουμε για άλλη μια φορά την επίλυση. Τραβώντας το #2# από το ολοκληρωμένο, έχουμε μείνει #u = x #, #dv = cospix #. Κάνοντας την ίδια διαδικασία πριν, παίρνουμε:

#intxcospixdx = (1 / π) xsinpix - (1 / pi) intsinpixdx #

Αυτό το τελευταίο ολοκλήρωμα μπορούμε να λύσουμε με έναν τελικό γύρο αντικατάστασης, δίνοντάς μας:

# (1 / pi) intsinpixdx = (-1 / pi ^ 2) cospix #

Τοποθετώντας ό, τι βρήκαμε μαζί έχουμε τώρα:

# (- 1 / pi) x ^ 2cospix - (-2 / pi) (1 / pi) xsinpix -

Τώρα μπορούμε να απλοποιήσουμε τα αρνητικά και τις παρενθέσεις για να λάβουμε την τελική μας απάντηση:

# intx ^ 2sinpixdx = #

# (- 1 / pi) x ^ 2cospix + ((2) / pi ^ 2) xsinpix + (2 / pi ^ 3) cospix +

Το κλειδί είναι να θυμάστε ότι θα καταλήξετε με μια αλυσίδα πολλαπλών όρων που προστίθενται ή αφαιρούνται μαζί. Διαχωρίζετε συνεχώς το ολοκληρωμένο σε μικρότερα, διαχειρίσιμα μέρη που πρέπει να παρακολουθείτε για την τελική απάντηση.