Calcul infinitésimal Exemples

$\int \cos^{4} (x) \sin^{3} (x) d x$

Étape 1

Factorisez $\sin^{2} (x)$ .

$\int \cos^{4} (x) (\sin^{2} (x) \sin (x)) d x$

Étape 2

Utilisez l’identité pythagoricienne pour réécrire $\sin^{2} (x)$ comme $1 - \cos^{2} (x)$ .

$\int \cos^{4} (x) ((1 - \cos^{2} (x)) \sin (x)) d x$

Étape 3

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

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Étape 3.1

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

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Étape 3.1.1

Différenciez $\cos (x)$ .

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

Étape 3.1.2

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

$- \sin (x)$

Étape 3.2

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

$\int - u^{4} (1 - u^{2}) d u$

Étape 4

Multipliez $- u^{4} (1 - u^{2})$ .

$\int - u^{4} \cdot 1 - u^{4} (- u^{2}) d u$

Étape 5

Simplifiez

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Étape 5.1

Multipliez $- 1$ par $1$ .

$\int - u^{4} - u^{4} (- u^{2}) d u$

Étape 5.2

Multipliez $- 1$ par $- 1$ .

$\int - u^{4} + 1 u^{4} u^{2} d u$

Étape 5.3

Multipliez $u^{4}$ par $1$ .

$\int - u^{4} + u^{4} u^{2} d u$

Étape 5.4

Multipliez $u^{4}$ par $u^{2}$ en additionnant les exposants.

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Étape 5.4.1

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$\int - u^{4} + u^{4 + 2} d u$

Étape 5.4.2

Additionnez $4$ et $2$ .

$\int - u^{4} + u^{6} d u$

Étape 6

Séparez l’intégrale unique en plusieurs intégrales.

$\int - u^{4} d u + \int u^{6} d u$

Étape 7

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

$- \int u^{4} d u + \int u^{6} d u$

Étape 8

Selon la règle de puissance, l’intégrale de $u^{4}$ par rapport à $u$ est $\frac{1}{5} u^{5}$ .

$- (\frac{1}{5} u^{5} + C) + \int u^{6} d u$

Étape 9

Selon la règle de puissance, l’intégrale de $u^{6}$ par rapport à $u$ est $\frac{1}{7} u^{7}$ .

$- (\frac{1}{5} u^{5} + C) + \frac{1}{7} u^{7} + C$

Étape 10

Simplifiez

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Étape 10.1

Associez $\frac{1}{5}$ et $u^{5}$ .

$- (\frac{u^{5}}{5} + C) + \frac{1}{7} u^{7} + C$

Étape 10.2

Simplifiez

$- \frac{1}{5} u^{5} + \frac{1}{7} u^{7} + C$

Étape 11

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $\cos (x)$ .

$- \frac{1}{5} \cos^{5} (x) + \frac{1}{7} \cos^{7} (x) + C$