The integrand (2y)2+14y2 is a rational function.
So the remaining integral can be evaluated using the method of partial
fractions, starting with long division. But it is easier to just notice
that
4y2+14y2=4y2+14y2+1−4y2+11.
We therefore have:
It's not obvious where to start, but in general it's nice to have the arguments of our trig functions the same. So, we use the identity sin(2x)=2sinxcosx.
∫ecosxsin(2x)dxNow we can use the substitution w=cosx, dw=−sinxdx.From here the integral should look more familiar. We can use integration by parts with u=w, dv=ewdw, du=dw, and v=ew.=2∫ecosxcosxsinxdx=−2∫wewdw=−2[uvwew−∫vduewdw]=2ew[1−w]+C=2ecosx[1−cosx]+C
피적분함수가 여러 함수의 곱으로 이루어져 있고, 뚜렷한 치환도 보이지 않는다. 그래서 부분적분을 생각한다. (1−x)21 의 부정적분은 알고 있는데, dxd1−x1=(1−x)21 임을 알고 있기 때문이다.
그러므로 dv=(1−x)2dx 과 u=xe−x 로 놓아 보자. 그러면 v=1−x1 이고
du=(1−x)e−xdx 이다. 따라서 부분적분에 의해
We've got an integrand that consists of several functions multiplied together, and no
obvious substitution. So, we think about integration by parts. We know an antiderivative for
(1−x)21, because we know dxd1−x1=(1−x)21.
So let's try dv=(1−x)2dx and u=xe−x. Then v=1−x1
and du=(1−x)e−xdx. So, by integration by parts,
(a) 다음 점화식을 유도하세요.
∫sinn(x)dx=−nsinn−1(x)cos(x)+nn−1∫sinn−2(x)dx.
(b) ∫0π/2sin8(x)dx 의 값을 구하세요.
영어 원문 보기
A reduction formula.
(a) Derive the reduction formula
∫sinn(x)dx=−nsinn−1(x)cos(x)+nn−1∫sinn−2(x)dx.
(b) Calculate ∫0π/2sin8(x)dx.
정답·풀이 보기
(a)
피적분함수의 "부분"은 사인의 거듭제곱이다. 점화식의 우변을 보면, 정확히 같지는 않지만 sinn−1x 의 도함수와 조금 비슷해 보인다. 그래서
u=sinn−1x, dv=sinxdx 로 놓고 부분적분하면
du=(n−1)sinn−2xcosx 이고 v=−cosx 이다.
(a)
The “parts" in the integrand are powers of sine. Looking at the right hand side of the reduction formula, we see that it looks a little like the derivative of sinn−1x, although not exactly. So, let's
integrate by parts with u=sinn−1x and dv=sinxdx,
so that du=(n−1)sinn−2xcosx and v=−cosx.
∫sinnxdxUsing the identity sin2x+cos2x=1,=uv−sinn−1xcosx+−∫vdu(n−1)∫cos2xsinn−2xdx=−sinn−1xcosx+(n−1)∫(1−sin2x)sinn−2xdx=−sinn−1xcosx+(n−1)∫sinn−2xdx−(n−1)∫sinnxdx
Moving the last term on the right hand side to the left hand side gives
n∫sinnxdx=−sinn−1xcosx+(n−1)∫sinn−2xdx
Dividing across by n gives the desired reduction formula.
(b)
By the reduction formula of part (a), if n≥2,
∫0π/2sinn(x)dx=nn−1∫0π/2sinn−2(x)dx
since sin0=cos2π=0.
Applying this reduction formula, with n=8,6,4,2:
R 을 구간 0≤x≤3 에서 곡선 T(x)=xe3x 과 B(x)=x(1+2x) 사이의 영역이라 하자. (모든 0≤x≤3 에 대해 T(x)≥B(x) 임이 알려져 있다.) R 을 x축을 중심으로 회전시켜 만든 입체의 부피를 구하세요.
영어 원문 보기
Let R be the region between the curves T(x)=xe3x and B(x)=x(1+2x) on the interval 0≤x≤3. (It is true that T(x)≥B(x) for all 0≤x≤3.) Compute the volume of the solid formed by rotating R about the x-axis.
정답·풀이 보기
x 의 값을 고정하고 x축을 중심으로 회전시키면, 안쪽 반지름이 B(x) 이고
바깥쪽 반지름이 T(x) 인 워셔(속이 빈 원판)가 만들어지므로 그 넓이는 π[T(x)2−B(x)2] 이다.
이 함수를 x=0 에서 x=3 까지 적분하여 전체 부피 V 를 구한다:
For a fixed value of x, if we rotate about the x-axis, we form a washer of
inner radius B(x) and outer radius T(x) and hence of area π[T(x)2−B(x)2].
We integrate this function from x=0 to x=3 to find the total volume V: