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미적분 예제
∫x2arcsin(x)dx
단계 1
u=arcsin(x) 이고 dv=x2 일 때 ∫udv=uv-∫vdu 공식을 이용하여 부분 적분합니다.
arcsin(x)(13x3)-∫13x31√1-x2dx
단계 2
단계 2.1
13와 x3을 묶습니다.
arcsin(x)x33-∫13x31√1-x2dx
단계 2.2
arcsin(x)와 x33을 묶습니다.
arcsin(x)x33-∫13x31√1-x2dx
arcsin(x)x33-∫13x31√1-x2dx
단계 3
13은 x에 대해 상수이므로, 13를 적분 밖으로 빼냅니다.
arcsin(x)x33-(13∫x31√1-x2dx)
단계 4
x3와 1√1-x2을 묶습니다.
arcsin(x)x33-13∫x3√1-x2dx
단계 5
-π2≤t≤π2 일 때 x=sin(t) 라고 하면 dx=cos(t)dt 입니다. -π2≤t≤π2 이므로 cos(t) 는 양수입니다.
arcsin(x)x33-13∫sin3(t)√1-sin2(t)cos(t)dt
단계 6
단계 6.1
√1-sin2(t)을 간단히 합니다.
단계 6.1.1
피타고라스의 정리를 적용합니다.
arcsin(x)x33-13∫sin3(t)√cos2(t)cos(t)dt
단계 6.1.2
양의 실수로 가정하여 근호 안의 항을 밖으로 빼냅니다.
arcsin(x)x33-13∫sin3(t)cos(t)cos(t)dt
arcsin(x)x33-13∫sin3(t)cos(t)cos(t)dt
단계 6.2
cos(t)의 공약수로 약분합니다.
단계 6.2.1
공약수로 약분합니다.
arcsin(x)x33-13∫sin3(t)cos(t)cos(t)dt
단계 6.2.2
수식을 다시 씁니다.
arcsin(x)x33-13∫sin3(t)dt
arcsin(x)x33-13∫sin3(t)dt
arcsin(x)x33-13∫sin3(t)dt
단계 7
sin2(t)로 인수분해합니다.
arcsin(x)x33-13∫sin2(t)sin(t)dt
단계 8
피타고라스 항등식을 이용하여 sin2(t)를 1-cos2(t)로 바꿔 씁니다.
arcsin(x)x33-13∫(1-cos2(t))sin(t)dt
단계 9
단계 9.1
u=cos(t)로 둡니다. dudt를 구합니다.
단계 9.1.1
cos(t)를 미분합니다.
ddt[cos(t)]
단계 9.1.2
cos(t) 를 t 에 대해 미분하면-sin(t)입니다.
-sin(t)
-sin(t)
단계 9.2
u와 du를 사용해 문제를 바꿔 씁니다.
arcsin(x)x33-13∫-1+u2du
arcsin(x)x33-13∫-1+u2du
단계 10
하나의 적분을 여러 개의 적분으로 나눕니다.
arcsin(x)x33-13(∫-1du+∫u2du)
단계 11
상수 규칙을 적용합니다.
arcsin(x)x33-13(-u+C+∫u2du)
단계 12
멱의 법칙에 의해 u2를 u에 대해 적분하면 13u3가 됩니다.
arcsin(x)x33-13(-u+C+13u3+C)
단계 13
단계 13.1
간단히 합니다.
13arcsin(x)x3-13(-u+13u3)+C
단계 13.2
간단히 합니다.
단계 13.2.1
13와 arcsin(x)을 묶습니다.
arcsin(x)3x3-13(-u+13u3)+C
단계 13.2.2
arcsin(x)3와 x3을 묶습니다.
arcsin(x)x33-13(-u+13u3)+C
단계 13.2.3
공통 분모를 가지는 분수로 -13(-u+13u3)을 표현하기 위해 33을 곱합니다.
arcsin(x)x33-13(-u+13u3)⋅33+C
단계 13.2.4
-13(-u+13u3)와 33을 묶습니다.
arcsin(x)x33+-13(-u+13u3)⋅33+C
단계 13.2.5
공통분모를 가진 분자끼리 묶습니다.
arcsin(x)x3-13(-u+13u3)⋅33+C
단계 13.2.6
13와 u3을 묶습니다.
arcsin(x)x3-13(-u+u33)⋅33+C
단계 13.2.7
3에 -1을 곱합니다.
arcsin(x)x3-3(13)(-u+u33)3+C
단계 13.2.8
-3와 13을 묶습니다.
arcsin(x)x3+-33(-u+u33)3+C
단계 13.2.9
-3 및 3의 공약수로 약분합니다.
단계 13.2.9.1
-3에서 3를 인수분해합니다.
arcsin(x)x3+3⋅-13(-u+u33)3+C
단계 13.2.9.2
공약수로 약분합니다.
단계 13.2.9.2.1
3에서 3를 인수분해합니다.
arcsin(x)x3+3⋅-13(1)(-u+u33)3+C
단계 13.2.9.2.2
공약수로 약분합니다.
arcsin(x)x3+3⋅-13⋅1(-u+u33)3+C
단계 13.2.9.2.3
수식을 다시 씁니다.
arcsin(x)x3+-11(-u+u33)3+C
단계 13.2.9.2.4
-1을 1로 나눕니다.
arcsin(x)x3-(-u+u33)3+C
arcsin(x)x3-(-u+u33)3+C
arcsin(x)x3-(-u+u33)3+C
arcsin(x)x3-(-u+u33)3+C
arcsin(x)x3-(-u+u33)3+C
단계 14
단계 14.1
u를 모두 cos(t)로 바꿉니다.
arcsin(x)x3-(-cos(t)+cos3(t)3)3+C
단계 14.2
t를 모두 arcsin(x)로 바꿉니다.
arcsin(x)x3-(-cos(arcsin(x))+cos3(arcsin(x))3)3+C
arcsin(x)x3-(-cos(arcsin(x))+cos3(arcsin(x))3)3+C
단계 15
단계 15.1
각 항을 간단히 합니다.
단계 15.1.1
평면에 (√12-x2,x), (√12-x2,0), 원점을 꼭짓점으로 하는 삼각형을 그립니다. 그러면 arcsin(x) 는 양의 x축과 원점에서 시작해서 (√12-x2,x) 를 지나는 선 사이의 각이 됩니다. 따라서 cos(arcsin(x)) 는 √1-x2 입니다.
arcsin(x)x3-(-√1-x2+cos3(arcsin(x))3)3+C
단계 15.1.2
1을 12로 바꿔 씁니다.
arcsin(x)x3-(-√12-x2+cos3(arcsin(x))3)3+C
단계 15.1.3
두 항 모두 완전제곱식이므로, 제곱의 차 공식 a2-b2=(a+b)(a-b) 을 이용하여 인수분해합니다. 이 때 a=1 이고 b=x 입니다.
arcsin(x)x3-(-√(1+x)(1-x)+cos3(arcsin(x))3)3+C
arcsin(x)x3-(-√(1+x)(1-x)+cos3(arcsin(x))3)3+C
단계 15.2
분배 법칙을 적용합니다.
arcsin(x)x3--√(1+x)(1-x)-cos3(arcsin(x))33+C
단계 15.3
--√(1+x)(1-x) 을 곱합니다.
단계 15.3.1
-1에 -1을 곱합니다.
arcsin(x)x3+1√(1+x)(1-x)-cos3(arcsin(x))33+C
단계 15.3.2
√(1+x)(1-x)에 1을 곱합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-cos3(arcsin(x))33+C
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-cos3(arcsin(x))33+C
단계 15.4
분자를 간단히 합니다.
단계 15.4.1
평면에 (√12-x2,x), (√12-x2,0), 원점을 꼭짓점으로 하는 삼각형을 그립니다. 그러면 arcsin(x) 는 양의 x축과 원점에서 시작해서 (√12-x2,x) 를 지나는 선 사이의 각이 됩니다. 따라서 cos(arcsin(x)) 는 √1-x2 입니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√1-x2333+C
단계 15.4.2
1을 12로 바꿔 씁니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√12-x2333+C
단계 15.4.3
두 항 모두 완전제곱식이므로, 제곱의 차 공식 a2-b2=(a+b)(a-b) 을 이용하여 인수분해합니다. 이 때 a=1 이고 b=x 입니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√(1+x)(1-x)333+C
단계 15.4.4
√(1+x)(1-x)3을 √((1+x)(1-x))3로 바꿔 씁니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√((1+x)(1-x))333+C
단계 15.4.5
(1+x)(1-x)에 곱의 미분 법칙을 적용합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√(1+x)3(1-x)333+C
단계 15.4.6
(1+x)3(1-x)3을 ((1+x)(1-x))2((1+x)(1-x))로 바꿔 씁니다.
단계 15.4.6.1
(1+x)2로 인수분해합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√(1+x)2(1+x)(1-x)333+C
단계 15.4.6.2
(1-x)2로 인수분해합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√(1+x)2(1+x)((1-x)2(1-x))33+C
단계 15.4.6.3
1+x를 옮깁니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√(1+x)2(1-x)2(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.6.4
(1+x)2(1-x)2을 ((1+x)(1-x))2로 바꿔 씁니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√((1+x)(1-x))2(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.6.5
괄호를 표시합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√((1+x)(1-x))2((1+x)(1-x))33+C
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√((1+x)(1-x))2((1+x)(1-x))33+C
단계 15.4.7
근호 안의 항을 밖으로 빼냅니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-(1+x)(1-x)√(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.8
FOIL 계산법을 이용하여 (1+x)(1-x) 를 전개합니다.
단계 15.4.8.1
분배 법칙을 적용합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-(1(1-x)+x(1-x))√(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.8.2
분배 법칙을 적용합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-(1⋅1+1(-x)+x(1-x))√(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.8.3
분배 법칙을 적용합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-(1⋅1+1(-x)+x⋅1+x(-x))√(1+x)(1-x)33+C
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-(1⋅1+1(-x)+x⋅1+x(-x))√(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.9
동류항끼리 묶고 식을 간단히 합니다.
단계 15.4.9.1
각 항을 간단히 합니다.
단계 15.4.9.1.1
1에 1을 곱합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-(1+1(-x)+x⋅1+x(-x))√(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.9.1.2
-x에 1을 곱합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-(1-x+x⋅1+x(-x))√(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.9.1.3
x에 1을 곱합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-(1-x+x+x(-x))√(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.9.1.4
곱셈의 교환법칙을 사용하여 다시 씁니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-(1-x+x-x⋅x)√(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.9.1.5
지수를 더하여 x에 x을 곱합니다.
단계 15.4.9.1.5.1
x를 옮깁니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-(1-x+x-(x⋅x))√(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.9.1.5.2
x에 x을 곱합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-(1-x+x-x2)√(1+x)(1-x)33+C
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-(1-x+x-x2)√(1+x)(1-x)33+C
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-(1-x+x-x2)√(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.9.2
-x를 x에 더합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-(1+0-x2)√(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.9.3
1를 0에 더합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-(1-x2)√(1+x)(1-x)33+C
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-(1-x2)√(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.10
분배 법칙을 적용합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-1√(1+x)(1-x)-x2√(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.11
√(1+x)(1-x)에 1을 곱합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√(1+x)(1-x)-x2√(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.12
√(1+x)(1-x)-x2√(1+x)(1-x)에서 √(1+x)(1-x)를 인수분해합니다.
단계 15.4.12.1
1을 곱합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√(1+x)(1-x)⋅1-x2√(1+x)(1-x)33+C
단계 15.4.12.2
-x2√(1+x)(1-x)에서 √(1+x)(1-x)를 인수분해합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√(1+x)(1-x)⋅1+√(1+x)(1-x)(-x2)33+C
단계 15.4.12.3
√(1+x)(1-x)⋅1+√(1+x)(1-x)(-x2)에서 √(1+x)(1-x)를 인수분해합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√(1+x)(1-x)(1-x2)33+C
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√(1+x)(1-x)(1-x2)33+C
단계 15.4.13
1을 12로 바꿔 씁니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√(1+x)(1-x)(12-x2)33+C
단계 15.4.14
두 항 모두 완전제곱식이므로, 제곱의 차 공식 a2-b2=(a+b)(a-b) 을 이용하여 인수분해합니다. 이 때 a=1 이고 b=x 입니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√(1+x)(1-x)(1+x)(1-x)33+C
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)-√(1+x)(1-x)(1+x)(1-x)33+C
단계 15.5
공통 분모를 가지는 분수로 √(1+x)(1-x)을 표현하기 위해 33을 곱합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)⋅33-√(1+x)(1-x)(1+x)(1-x)33+C
단계 15.6
√(1+x)(1-x)와 33을 묶습니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)⋅33-√(1+x)(1-x)(1+x)(1-x)33+C
단계 15.7
공통분모를 가진 분자끼리 묶습니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)⋅3-√(1+x)(1-x)(1+x)(1-x)33+C
단계 15.8
분자를 간단히 합니다.
단계 15.8.1
√(1+x)(1-x)⋅3-√(1+x)(1-x)(1+x)(1-x)에서 √(1+x)(1-x)를 인수분해합니다.
단계 15.8.1.1
√(1+x)(1-x)⋅3에서 √(1+x)(1-x)를 인수분해합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)(3)-√(1+x)(1-x)(1+x)(1-x)33+C
단계 15.8.1.2
-√(1+x)(1-x)(1+x)(1-x)에서 √(1+x)(1-x)를 인수분해합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)(3)+√(1+x)(1-x)((-1(1+x))(1-x))33+C
단계 15.8.1.3
√(1+x)(1-x)(3)+√(1+x)(1-x)((-1(1+x))(1-x))에서 √(1+x)(1-x)를 인수분해합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)(3+(-1(1+x))(1-x))33+C
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)(3+(-1(1+x))(1-x))33+C
단계 15.8.2
분배 법칙을 적용합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)(3+(-1⋅1-1x)(1-x))33+C
단계 15.8.3
-1에 1을 곱합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)(3+(-1-1x)(1-x))33+C
단계 15.8.4
-1x을 -x로 바꿔 씁니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)(3+(-1-x)(1-x))33+C
단계 15.8.5
FOIL 계산법을 이용하여 (-1-x)(1-x) 를 전개합니다.
단계 15.8.5.1
분배 법칙을 적용합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)(3-1(1-x)-x(1-x))33+C
단계 15.8.5.2
분배 법칙을 적용합니다.
arcsin(x)x3+√(1+x)(1-x)(3-1⋅1-1(-x)-x(1-x))33+C
단계 15.8.5.3
분배 법칙을 적용합니다.
단계 15.8.6
동류항끼리 묶고 식을 간단히 합니다.
단계 15.8.6.1
각 항을 간단히 합니다.
단계 15.8.6.1.1
에 을 곱합니다.
단계 15.8.6.1.2
을 곱합니다.
단계 15.8.6.1.2.1
에 을 곱합니다.
단계 15.8.6.1.2.2
에 을 곱합니다.
단계 15.8.6.1.3
에 을 곱합니다.
단계 15.8.6.1.4
곱셈의 교환법칙을 사용하여 다시 씁니다.
단계 15.8.6.1.5
지수를 더하여 에 을 곱합니다.
단계 15.8.6.1.5.1
를 옮깁니다.
단계 15.8.6.1.5.2
에 을 곱합니다.
단계 15.8.6.1.6
에 을 곱합니다.
단계 15.8.6.1.7
에 을 곱합니다.
단계 15.8.6.2
에서 을 뺍니다.
단계 15.8.6.3
를 에 더합니다.
단계 15.8.7
에서 을 뺍니다.
단계 16
항을 다시 정렬합니다.