Calcul infinitésimal Exemples

$f (x) = \sin^{2} (x)$

Étape 1

La fonction $F (x)$ peut être trouvée en déterminant l’intégrale infinie de la dérivée $f (x)$ .

$F (x) = \int f (x) d x$

Étape 2

Définissez l’intégrale à résoudre.

$F (x) = \int \sin^{2} (x) d x$

Étape 3

Utilisez la formule de l’angle moitié pour réécrire $\sin^{2} (x)$ en $\frac{1 - \cos (2 x)}{2}$ .

$\int \frac{1 - \cos (2 x)}{2} d x$

Étape 4

Comme $\frac{1}{2}$ est constant par rapport à $x$ , placez $\frac{1}{2}$ en dehors de l’intégrale.

$\frac{1}{2} \int 1 - \cos (2 x) d x$

Étape 5

Séparez l’intégrale unique en plusieurs intégrales.

$\frac{1}{2} (\int d x + \int - \cos (2 x) d x)$

Étape 6

Appliquez la règle de la constante.

$\frac{1}{2} (x + C + \int - \cos (2 x) d x)$

Étape 7

Comme $- 1$ est constant par rapport à $x$ , placez $- 1$ en dehors de l’intégrale.

$\frac{1}{2} (x + C - \int \cos (2 x) d x)$

Étape 8

Laissez $u = 2 x$ . Alors $d u = 2 d x$ , donc $\frac{1}{2} d u = d x$ . Réécrivez avec $u$ et $d$ $u$ .

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Étape 8.1

Laissez $u = 2 x$ . Déterminez $\frac{d u}{d x}$ .

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Étape 8.1.1

Différenciez $2 x$ .

$\frac{d}{d x} [2 x]$

Étape 8.1.2

Comme $2$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $2 x$ par rapport à $x$ est $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$2 \frac{d}{d x} [x]$

Étape 8.1.3

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 1$ .

$2 \cdot 1$

Étape 8.1.4

Multipliez $2$ par $1$ .

$2$

Étape 8.2

Réécrivez le problème en utilisant $u$ et $d u$ .

$\frac{1}{2} (x + C - \int \cos (u) \frac{1}{2} d u)$

Étape 9

Associez $\cos (u)$ et $\frac{1}{2}$ .

$\frac{1}{2} (x + C - \int \frac{\cos (u)}{2} d u)$

Étape 10

Comme $\frac{1}{2}$ est constant par rapport à $u$ , placez $\frac{1}{2}$ en dehors de l’intégrale.

$\frac{1}{2} (x + C - (\frac{1}{2} \int \cos (u) d u))$

Étape 11

L’intégrale de $\cos (u)$ par rapport à $u$ est $\sin (u)$ .

$\frac{1}{2} (x + C - \frac{1}{2} (\sin (u) + C))$

Étape 12

Simplifiez

$\frac{1}{2} (x - \frac{1}{2} \sin (u)) + C$

Étape 13

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $2 x$ .

$\frac{1}{2} (x - \frac{1}{2} \sin (2 x)) + C$

Étape 14

Simplifiez

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Étape 14.1

Associez $\sin (2 x)$ et $\frac{1}{2}$ .

$\frac{1}{2} (x - \frac{\sin (2 x)}{2}) + C$

Étape 14.2

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{1}{2} x + \frac{1}{2} (- \frac{\sin (2 x)}{2}) + C$

Étape 14.3

Associez $\frac{1}{2}$ et $x$ .

$\frac{x}{2} + \frac{1}{2} (- \frac{\sin (2 x)}{2}) + C$

Étape 14.4

Multipliez $\frac{1}{2} (- \frac{\sin (2 x)}{2})$ .

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Étape 14.4.1

Multipliez $\frac{1}{2}$ par $\frac{\sin (2 x)}{2}$ .

$\frac{x}{2} - \frac{\sin (2 x)}{2 \cdot 2} + C$

Étape 14.4.2

Multipliez $2$ par $2$ .

$\frac{x}{2} - \frac{\sin (2 x)}{4} + C$

Étape 15

Remettez les termes dans l’ordre.

$\frac{1}{2} x - \frac{1}{4} \sin (2 x) + C$

Étape 16

La réponse est la dérivée première de la fonction $f (x) = \sin^{2} (x)$ .

$F (x) =$ $\frac{1}{2} x - \frac{1}{4} \sin (2 x) + C$