Calcul infinitésimal Exemples

$\int \sin (4 x) \cos (4 x) d x$

Étape 1

Laissez $u_{2} = \sin (4 x)$ . Alors $d u_{2} = 4 \cos (4 x) d x$ , donc $\frac{1}{4} d u_{2} = \cos (4 x) d x$ . Réécrivez avec $u_{2}$ et $d$ $u_{2}$ .

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Étape 1.1

Laissez $u_{2} = \sin (4 x)$ . Déterminez $\frac{d u_{2}}{d x}$ .

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Étape 1.1.1

Différenciez $\sin (4 x)$ .

$\frac{d}{d x} [\sin (4 x)]$

Étape 1.1.2

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = \sin (x)$ et $g (x) = 4 x$ .

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Étape 1.1.2.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u_{1}$ comme $4 x$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [\sin (u_{1})] \frac{d}{d x} [4 x]$

Étape 1.1.2.2

La dérivée de $\sin (u_{1})$ par rapport à $u_{1}$ est $\cos (u_{1})$ .

$\cos (u_{1}) \frac{d}{d x} [4 x]$

Étape 1.1.2.3

Remplacez toutes les occurrences de $u_{1}$ par $4 x$ .

$\cos (4 x) \frac{d}{d x} [4 x]$

Étape 1.1.3

Différenciez.

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Étape 1.1.3.1

Comme $4$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $4 x$ par rapport à $x$ est $4 \frac{d}{d x} [x]$ .

$\cos (4 x) (4 \frac{d}{d x} [x])$

Étape 1.1.3.2

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

$\cos (4 x) (4 \cdot 1)$

Étape 1.1.3.3

Simplifiez l’expression.

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Étape 1.1.3.3.1

Multipliez $4$ par $1$ .

$\cos (4 x) \cdot 4$

Étape 1.1.3.3.2

Déplacez $4$ à gauche de $\cos (4 x)$ .

$4 \cos (4 x)$

Étape 1.2

Réécrivez le problème en utilisant $u_{2}$ et $d u_{2}$ .

$\int u_{2} \frac{1}{4} d u_{2}$

Étape 2

Associez $u_{2}$ et $\frac{1}{4}$ .

$\int \frac{u_{2}}{4} d u_{2}$

Étape 3

Comme $\frac{1}{4}$ est constant par rapport à $u_{2}$ , placez $\frac{1}{4}$ en dehors de l’intégrale.

$\frac{1}{4} \int u_{2} d u_{2}$

Étape 4

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

$\frac{1}{4} (\frac{1}{2} {u_{2}}^{2} + C)$

Étape 5

Simplifiez

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Étape 5.1

Réécrivez $\frac{1}{4} (\frac{1}{2} {u_{2}}^{2} + C)$ comme $\frac{1}{4} \cdot \frac{1}{2} {u_{2}}^{2} + C$ .

$\frac{1}{4} \cdot \frac{1}{2} {u_{2}}^{2} + C$

Étape 5.2

Simplifiez

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Étape 5.2.1

Multipliez $\frac{1}{4}$ par $\frac{1}{2}$ .

$\frac{1}{4 \cdot 2} {u_{2}}^{2} + C$

Étape 5.2.2

Multipliez $4$ par $2$ .

$\frac{1}{8} {u_{2}}^{2} + C$

Étape 6

Remplacez toutes les occurrences de $u_{2}$ par $\sin (4 x)$ .

$\frac{1}{8} \sin^{2} (4 x) + C$