如何整合int e ^ x sinx cosx dx?

如何整合int e ^ x sinx cosx dx?
Anonim

回答:

#int e ^ xsinxcosx dx = e ^ x / 10sin(2x)-e ^ x / 5cos(2x)+ C#

说明:

首先我们可以使用身份:

#2sinthetacostheta = sin2x#

这使:

#int e ^ xsinxcosx dx = 1 / 2int e ^ xsin(2x) dx#

现在我们可以使用部件集成。公式是:

#int f(x)g'(x) dx = f(x)g(x)-int f'(x)g(x) dx#

我会让 #F(X)= SIN(2×)##G'(X)= E ^ X / 2#。应用公式,我们得到:

#int e ^ x / 2sin(2x) dx = sin(2x)e ^ x / 2-int cos(2x)e ^ x dx#

现在我们可以再次使用部分集成,这次是 #F(X)= COS(2×)##G'(X)= E ^ X#:

#int e ^ x / 2sin(2x) dx = sin(2x)e ^ x / 2-(cos(2x)e ^ x-int -2sin(2x)e ^ x dx)#

#1 / 2int e ^ xsin(2x) dx = sin(2x)e ^ x / 2-cos(2x)e ^ x-2int sin(2x)e ^ x dx#

现在我们在平等的两边都有积分,所以我们可以像方程一样解决它。首先,我们将两侧的积分加2:

#5 / 2int e ^ xsin(2x) dx = sin(2x)e ^ x / 2-cos(2x)e ^ x + C#

由于我们想要一半作为原始积分的系数,我们将两边除以 #5#:

#1 / 2int e ^ xsin(2x) dx = 1/5(sin(2x)e ^ x / 2-cos(2x)e ^ x)+ C =#

#= E ^ X / 10sin(2×)-e ^ X / 5cos(2×)+ C#

回答:

#int e ^ x sinxcosx dx = 1/10 {e ^ x sin2x -2 e ^ x cos2x} + C#

说明:

我们寻找:

#I = int e ^ x sinxcosx dx#

哪个使用身份:

#sin 2x - = 2sinxcosx#

我们可以这样写:

#I = 1/2 int e ^ x sin2x dx#

#I = 1/2 I_S#

为方便起见,我们表示:

#I_S = int e ^ x sin2x dx#,和 #I_C = int e ^ x cos2x dx#

现在,我们再次按部件执行集成。

#{(u,= e ^ x,=>(du)/ dx,= e ^ x),((dv)/ dx,= cos2x,=> v,= 1/2 sin2x):}#

然后插入IBP公式我们得到:

#int (e ^ x)(cos2x) dx =(e ^ x)(1 / 2cos2x) - int (1 / 2sin2x)(e ^ x) dx#

#:. I_C = 1/2 e ^ x sin2x - 1/2 int e ^ x sin2x dx#

#:. I_C = 1/2 e ^ x sin2x - 1/2 I_S# ….. B}

现在,我们在两个未知数中有两个联立方程 #I_S#。和 #我知道了#,所以用B 进入A代替我们:

#I_S = -1/2 e ^ x cos2x + 1/2 {1/2 e ^ x sin2x - 1/2 I_S}#

# = -1/2 e ^ x cos2x + 1/4 e ^ x sin2x - 1/4 I_S#

#:. 5 / 4I_S = 1/4 e ^ x sin2x -1 / 2 e ^ x cos2x#

#:. I_S = 4/5 {1/4 e ^ x sin2x -1/2 e ^ x cos2x}#

导致:

#I = 1/2 I_S + C#

# = 2/5 {1/4 e ^ x sin2x -1 / 2 e ^ x cos2x} + C#

# = 1/10 {e ^ x sin2x -2 e ^ x cos2x} + C#