미적분 예제
∫√1-x2dx∫√1−x2dx
단계 1
-π2≤t≤π2−π2≤t≤π2 일 때 x=sin(t)x=sin(t) 라고 하면 dx=cos(t)dtdx=cos(t)dt 입니다. -π2≤t≤π2−π2≤t≤π2 이므로 cos(t)cos(t) 는 양수입니다.
∫√1-sin2(t)cos(t)dt∫√1−sin2(t)cos(t)dt
단계 2
단계 2.1
√1-sin2(t)√1−sin2(t)을 간단히 합니다.
단계 2.1.1
피타고라스의 정리를 적용합니다.
∫√cos2(t)cos(t)dt∫√cos2(t)cos(t)dt
단계 2.1.2
양의 실수로 가정하여 근호 안의 항을 밖으로 빼냅니다.
∫cos(t)cos(t)dt∫cos(t)cos(t)dt
∫cos(t)cos(t)dt∫cos(t)cos(t)dt
단계 2.2
간단히 합니다.
단계 2.2.1
cos(t)cos(t)를 11승 합니다.
∫cos1(t)cos(t)dt∫cos1(t)cos(t)dt
단계 2.2.2
cos(t)cos(t)를 11승 합니다.
∫cos1(t)cos1(t)dt∫cos1(t)cos1(t)dt
단계 2.2.3
지수 법칙 aman=am+naman=am+n 을 이용하여 지수를 합칩니다.
∫cos(t)1+1dt∫cos(t)1+1dt
단계 2.2.4
11를 11에 더합니다.
∫cos2(t)dt∫cos2(t)dt
∫cos2(t)dt∫cos2(t)dt
∫cos2(t)dt∫cos2(t)dt
단계 3
반각 공식을 이용해 cos2(t)cos2(t) 를 1+cos(2t)21+cos(2t)2 로 바꿔 씁니다.
∫1+cos(2t)2dt∫1+cos(2t)2dt
단계 4
1212은 tt에 대해 상수이므로, 1212를 적분 밖으로 빼냅니다.
12∫1+cos(2t)dt12∫1+cos(2t)dt
단계 5
하나의 적분을 여러 개의 적분으로 나눕니다.
12(∫dt+∫cos(2t)dt)12(∫dt+∫cos(2t)dt)
단계 6
상수 규칙을 적용합니다.
12(t+C+∫cos(2t)dt)12(t+C+∫cos(2t)dt)
단계 7
단계 7.1
u=2tu=2t로 둡니다. dudtdudt를 구합니다.
단계 7.1.1
2t2t를 미분합니다.
ddt[2t]ddt[2t]
단계 7.1.2
22 은 tt 에 대해 일정하므로 tt 에 대한 2t2t 의 미분은 2ddt[t]2ddt[t] 입니다.
2ddt[t]2ddt[t]
단계 7.1.3
n=1n=1일 때 ddt[tn]ddt[tn]는 ntn-1ntn−1이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.
2⋅12⋅1
단계 7.1.4
22에 11을 곱합니다.
22
22
단계 7.2
uu와 dudu를 사용해 문제를 바꿔 씁니다.
12(t+C+∫cos(u)12du)12(t+C+∫cos(u)12du)
12(t+C+∫cos(u)12du)12(t+C+∫cos(u)12du)
단계 8
cos(u)cos(u)와 1212을 묶습니다.
12(t+C+∫cos(u)2du)12(t+C+∫cos(u)2du)
단계 9
1212은 uu에 대해 상수이므로, 1212를 적분 밖으로 빼냅니다.
12(t+C+12∫cos(u)du)12(t+C+12∫cos(u)du)
단계 10
cos(u)cos(u)를 uu에 대해 적분하면 sin(u)sin(u)입니다.
12(t+C+12(sin(u)+C))12(t+C+12(sin(u)+C))
단계 11
간단히 합니다.
12(t+12sin(u))+C12(t+12sin(u))+C
단계 12
단계 12.1
tt를 모두 arcsin(x)arcsin(x)로 바꿉니다.
12(arcsin(x)+12sin(u))+C12(arcsin(x)+12sin(u))+C
단계 12.2
uu를 모두 2t2t로 바꿉니다.
12(arcsin(x)+12sin(2t))+C12(arcsin(x)+12sin(2t))+C
단계 12.3
tt를 모두 arcsin(x)arcsin(x)로 바꿉니다.
12(arcsin(x)+12sin(2arcsin(x)))+C12(arcsin(x)+12sin(2arcsin(x)))+C
12(arcsin(x)+12sin(2arcsin(x)))+C12(arcsin(x)+12sin(2arcsin(x)))+C
단계 13
단계 13.1
1212와 sin(2arcsin(x))sin(2arcsin(x))을 묶습니다.
12(arcsin(x)+sin(2arcsin(x))2)+C12(arcsin(x)+sin(2arcsin(x))2)+C
단계 13.2
분배 법칙을 적용합니다.
12arcsin(x)+12⋅sin(2arcsin(x))2+C12arcsin(x)+12⋅sin(2arcsin(x))2+C
단계 13.3
1212와 arcsin(x)arcsin(x)을 묶습니다.
arcsin(x)2+12⋅sin(2arcsin(x))2+Carcsin(x)2+12⋅sin(2arcsin(x))2+C
단계 13.4
12⋅sin(2arcsin(x))212⋅sin(2arcsin(x))2 을 곱합니다.
단계 13.4.1
1212에 sin(2arcsin(x))2sin(2arcsin(x))2을 곱합니다.
arcsin(x)2+sin(2arcsin(x))2⋅2+Carcsin(x)2+sin(2arcsin(x))2⋅2+C
단계 13.4.2
22에 22을 곱합니다.
arcsin(x)2+sin(2arcsin(x))4+Carcsin(x)2+sin(2arcsin(x))4+C
arcsin(x)2+sin(2arcsin(x))4+Carcsin(x)2+sin(2arcsin(x))4+C
arcsin(x)2+sin(2arcsin(x))4+Carcsin(x)2+sin(2arcsin(x))4+C
단계 14
항을 다시 정렬합니다.
12arcsin(x)+14sin(2arcsin(x))+C12arcsin(x)+14sin(2arcsin(x))+C