Calcul infinitésimal Exemples

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

Étape 1

Laissez $u = 3 x$ . Alors $d u = 3 d x$ , donc $\frac{1}{3} d u = d x$ . Réécrivez avec $u$ et $d$ $u$ .

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Étape 1.1

Laissez $u = 3 x$ . Déterminez $\frac{d u}{d x}$ .

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Étape 1.1.1

Différenciez $3 x$ .

$\frac{d}{d x} [3 x]$

Étape 1.1.2

Comme $3$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $3 x$ par rapport à $x$ est $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$3 \frac{d}{d x} [x]$

Étape 1.1.3

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

$3 \cdot 1$

Étape 1.1.4

Multipliez $3$ par $1$ .

$3$

Étape 1.2

Remplacez la limite inférieure pour $x$ dans $u = 3 x$ .

$u_{lower} = 3 \cdot 0$

Étape 1.3

Multipliez $3$ par $0$ .

$u_{lower} = 0$

Étape 1.4

Remplacez la limite supérieure pour $x$ dans $u = 3 x$ .

$u_{upper} = 3 \frac{π}{3}$

Étape 1.5

Annulez le facteur commun de $3$ .

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Étape 1.5.1

Annulez le facteur commun.

$u_{upper} = 3 \frac{π}{3}$

Étape 1.5.2

Réécrivez l’expression.

$u_{upper} = π$

Étape 1.6

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

$u_{lower} = 0$

$u_{upper} = π$

Étape 1.7

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

$\int_{0}^{π} \sin (u) \frac{1}{3} d u$

Étape 2

Associez $\sin (u)$ et $\frac{1}{3}$ .

$\int_{0}^{π} \frac{\sin (u)}{3} d u$

Étape 3

Comme $\frac{1}{3}$ est constant par rapport à $u$ , placez $\frac{1}{3}$ en dehors de l’intégrale.

$\frac{1}{3} \int_{0}^{π} \sin (u) d u$

Étape 4

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

$\frac{1}{3} - \cos (u)]_{0}^{π}$

Étape 5

Évaluez $- \cos (u)$ sur $π$ et sur $0$ .

$\frac{1}{3} (- \cos (π) + \cos (0))$

Étape 6

La valeur exacte de $\cos (0)$ est $1$ .

$\frac{1}{3} (- \cos (π) + 1)$

Étape 7

Simplifiez

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Étape 7.1

Appliquez l’angle de référence en trouvant l’angle avec des valeurs trigonométriques équivalentes dans le premier quadrant. Rendez l’expression négative car le cosinus est négatif dans le deuxième quadrant.

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

Étape 7.2

La valeur exacte de $\cos (0)$ est $1$ .

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

Étape 7.3

Multipliez $- 1$ par $1$ .

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

Étape 7.4

Multipliez $- 1$ par $- 1$ .

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

Étape 7.5

Additionnez $1$ et $1$ .

$\frac{1}{3} \cdot 2$

Étape 7.6

Associez $\frac{1}{3}$ et $2$ .

$\frac{2}{3}$

Étape 8

Le résultat peut être affiché en différentes formes.

Forme exacte :

$\frac{2}{3}$

Forme décimale :

$0.\overline{6}$