Calcul infinitésimal Exemples

$\int_{0}^{\frac{π}{4}} \tan^{3} (x) \sec^{2} (x) d x$

Étape 1

Laissez $u = \tan (x)$ . Alors $d u = \sec^{2} (x) d x$ , donc $\frac{1}{\sec^{2} (x)} d u = d x$ . Réécrivez avec $u$ et $d$ $u$ .

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Étape 1.1

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

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Étape 1.1.1

Différenciez $\tan (x)$ .

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

Étape 1.1.2

La dérivée de $\tan (x)$ par rapport à $x$ est $\sec^{2} (x)$ .

$\sec^{2} (x)$

Étape 1.2

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

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

Étape 1.3

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

$u_{lower} = 0$

Étape 1.4

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

$u_{upper} = \tan (\frac{π}{4})$

Étape 1.5

La valeur exacte de $\tan (\frac{π}{4})$ est $1$ .

$u_{upper} = 1$

Étape 1.6

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

$u_{lower} = 0$

$u_{upper} = 1$

Étape 1.7

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

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

Étape 2

Selon la règle de puissance, l’intégrale de $u^{3}$ par rapport à $u$ est $\frac{1}{4} u^{4}$ .

$\frac{1}{4} u^{4}]_{0}^{1}$

Étape 3

Remplacez et simplifiez.

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Étape 3.1

Évaluez $\frac{1}{4} u^{4}$ sur $1$ et sur $0$ .

$(\frac{1}{4} \cdot 1^{4}) - \frac{1}{4} \cdot 0^{4}$

Étape 3.2

Simplifiez

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Étape 3.2.1

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

$\frac{1}{4} \cdot 1 - \frac{1}{4} \cdot 0^{4}$

Étape 3.2.2

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

$\frac{1}{4} - \frac{1}{4} \cdot 0^{4}$

Étape 3.2.3

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

$\frac{1}{4} - \frac{1}{4} \cdot 0$

Étape 3.2.4

Multipliez $0$ par $- 1$ .

$\frac{1}{4} + 0 (\frac{1}{4})$

Étape 3.2.5

Multipliez $0$ par $\frac{1}{4}$ .

$\frac{1}{4} + 0$

Étape 3.2.6

Additionnez $\frac{1}{4}$ et $0$ .

$\frac{1}{4}$

Étape 4

Le résultat peut être affiché en différentes formes.

Forme exacte :

$\frac{1}{4}$

Forme décimale :

$0.25$