Calcul infinitésimal Exemples

$\int_{0}^{\frac{π}{2}} 3 \sin^{2} (x) \cos (x) d x$

Étape 1

Comme $3$ est constant par rapport à $x$ , placez $3$ en dehors de l’intégrale.

$3 \int_{0}^{\frac{π}{2}} \sin^{2} (x) \cos (x) d x$

Étape 2

Laissez $u = \sin (x)$ . Alors $d u = \cos (x) d x$ , donc $\frac{1}{\cos (x)} d u = d x$ . Réécrivez avec $u$ et $d$ $u$ .

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Étape 2.1

Laissez $u = \sin (x)$ . Déterminez $\frac{d u}{d x}$ .

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Étape 2.1.1

Différenciez $\sin (x)$ .

$\frac{d}{d x} [\sin (x)]$

Étape 2.1.2

La dérivée de $\sin (x)$ par rapport à $x$ est $\cos (x)$ .

$\cos (x)$

Étape 2.2

Remplacez la limite inférieure pour $x$ dans $u = \sin (x)$ .

$u_{lower} = \sin (0)$

Étape 2.3

La valeur exacte de $\sin (0)$ est $0$ .

$u_{lower} = 0$

Étape 2.4

Remplacez la limite supérieure pour $x$ dans $u = \sin (x)$ .

$u_{upper} = \sin (\frac{π}{2})$

Étape 2.5

La valeur exacte de $\sin (\frac{π}{2})$ est $1$ .

$u_{upper} = 1$

Étape 2.6

Les valeurs déterminées pour $u_{lower}$ et $u_{upper}$ seront utilisées pour évaluer l’intégrale définie.

$u_{lower} = 0$

$u_{upper} = 1$

Étape 2.7

Réécrivez le problème en utilisant $u$ , $d u$ et les nouvelles limites d’intégration.

$3 \int_{0}^{1} u^{2} d u$

Étape 3

Selon la règle de puissance, l’intégrale de $u^{2}$ par rapport à $u$ est $\frac{1}{3} u^{3}$ .

$3 (\frac{1}{3} u^{3}]_{0}^{1})$

Étape 4

Associez $\frac{1}{3}$ et $u^{3}$ .

$3 (\frac{u^{3}}{3}]_{0}^{1})$

Étape 5

Remplacez et simplifiez.

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Étape 5.1

Évaluez $\frac{u^{3}}{3}$ sur $1$ et sur $0$ .

$3 ((\frac{1^{3}}{3}) - \frac{0^{3}}{3})$

Étape 5.2

Simplifiez

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Étape 5.2.1

Un à n’importe quelle puissance est égal à un.

$3 (\frac{1}{3} - \frac{0^{3}}{3})$

Étape 5.2.2

L’élévation de $0$ à toute puissance positive produit $0$ .

$3 (\frac{1}{3} - \frac{0}{3})$

Étape 5.2.3

Annulez le facteur commun à $0$ et $3$ .

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Étape 5.2.3.1

Factorisez $3$ à partir de $0$ .

$3 (\frac{1}{3} - \frac{3 (0)}{3})$

Étape 5.2.3.2

Annulez les facteurs communs.

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Étape 5.2.3.2.1

Factorisez $3$ à partir de $3$ .

$3 (\frac{1}{3} - \frac{3 \cdot 0}{3 \cdot 1})$

Étape 5.2.3.2.2

Annulez le facteur commun.

$3 (\frac{1}{3} - \frac{3 \cdot 0}{3 \cdot 1})$

Étape 5.2.3.2.3

Réécrivez l’expression.

$3 (\frac{1}{3} - \frac{0}{1})$

Étape 5.2.3.2.4

Divisez $0$ par $1$ .

$3 (\frac{1}{3} - 0)$

Étape 5.2.4

Multipliez $- 1$ par $0$ .

$3 (\frac{1}{3} + 0)$

Étape 5.2.5

Additionnez $\frac{1}{3}$ et $0$ .

$3 (\frac{1}{3})$

Étape 5.2.6

Associez $3$ et $\frac{1}{3}$ .

$\frac{3}{3}$

Étape 5.2.7

Annulez le facteur commun de $3$ .

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Étape 5.2.7.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{3}{3}$

Étape 5.2.7.2

Réécrivez l’expression.

$1$