미적분 예제

$\int \frac{x^{2}}{\sqrt{9 - x^{2}}} d x$

단계 1

$- \frac{π}{2} \leq t \leq \frac{π}{2}$ 일 때 $x = 3 \sin (t)$ 라고 하면 $d x = 3 \cos (t) d t$ 입니다. $- \frac{π}{2} \leq t \leq \frac{π}{2}$ 이므로 $3 \cos (t)$ 는 양수입니다.

$\int \frac{{(3 \sin (t))}^{2}}{\sqrt{9 - {(3 \sin (t))}^{2}}} (3 \cos (t)) d t$

단계 2

항을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 2.1

$\sqrt{9 - {(3 \sin (t))}^{2}}$ 을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 2.1.1

각 항을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 2.1.1.1

$3 \sin (t)$ 에 곱의 미분 법칙을 적용합니다.

$\int \frac{{(3 \sin (t))}^{2}}{\sqrt{9 - (3^{2} \sin^{2} (t))}} (3 \cos (t)) d t$

단계 2.1.1.2

$3$ 를 $2$ 승 합니다.

$\int \frac{{(3 \sin (t))}^{2}}{\sqrt{9 - (9 \sin^{2} (t))}} (3 \cos (t)) d t$

단계 2.1.1.3

$9$ 에 $- 1$ 을 곱합니다.

$\int \frac{{(3 \sin (t))}^{2}}{\sqrt{9 - 9 \sin^{2} (t)}} (3 \cos (t)) d t$

단계 2.1.2

$9$ 에서 $9$ 를 인수분해합니다.

$\int \frac{{(3 \sin (t))}^{2}}{\sqrt{9 (1) - 9 \sin^{2} (t)}} (3 \cos (t)) d t$

단계 2.1.3

$- 9 \sin^{2} (t)$ 에서 $9$ 를 인수분해합니다.

$\int \frac{{(3 \sin (t))}^{2}}{\sqrt{9 (1) + 9 (- \sin^{2} (t))}} (3 \cos (t)) d t$

단계 2.1.4

$9 (1) + 9 (- \sin^{2} (t))$ 에서 $9$ 를 인수분해합니다.

$\int \frac{{(3 \sin (t))}^{2}}{\sqrt{9 (1 - \sin^{2} (t))}} (3 \cos (t)) d t$

단계 2.1.5

피타고라스의 정리를 적용합니다.

$\int \frac{{(3 \sin (t))}^{2}}{\sqrt{9 \cos^{2} (t)}} (3 \cos (t)) d t$

단계 2.1.6

$9 \cos^{2} (t)$ 을 ${(3 \cos (t))}^{2}$ 로 바꿔 씁니다.

$\int \frac{{(3 \sin (t))}^{2}}{\sqrt{{(3 \cos (t))}^{2}}} (3 \cos (t)) d t$

단계 2.1.7

양의 실수로 가정하여 근호 안의 항을 밖으로 빼냅니다.

$\int \frac{{(3 \sin (t))}^{2}}{3 \cos (t)} (3 \cos (t)) d t$

단계 2.2

공약수를 소거하여 수식을 간단히 정리합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 2.2.1

$3 \cos (t)$ 의 공약수로 약분합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 2.2.1.1

공약수로 약분합니다.

$\int \frac{{(3 \sin (t))}^{2}}{3 \cos (t)} (3 \cos (t)) d t$

단계 2.2.1.2

수식을 다시 씁니다.

$\int {(3 \sin (t))}^{2} d t$

단계 2.2.2

간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 2.2.2.1

$3 \sin (t)$ 에서 $3$ 를 인수분해합니다.

$\int {(3 (\sin (t)))}^{2} d t$

단계 2.2.2.2

$3 (\sin (t))$ 에 곱의 미분 법칙을 적용합니다.

$\int 3^{2} \sin^{2} (t) d t$

단계 2.2.2.3

$3$ 를 $2$ 승 합니다.

$\int 9 \sin^{2} (t) d t$

단계 3

$9$ 은 $t$ 에 대해 상수이므로, $9$ 를 적분 밖으로 빼냅니다.

$9 \int \sin^{2} (t) d t$

단계 4

반각 공식을 이용해 $\sin^{2} (t)$ 를 $\frac{1 - \cos (2 t)}{2}$ 로 바꿔 씁니다.

$9 \int \frac{1 - \cos (2 t)}{2} d t$

단계 5

$\frac{1}{2}$ 은 $t$ 에 대해 상수이므로, $\frac{1}{2}$ 를 적분 밖으로 빼냅니다.

$9 (\frac{1}{2} \int 1 - \cos (2 t) d t)$

단계 6

$\frac{1}{2}$ 와 $9$ 을 묶습니다.

$\frac{9}{2} \int 1 - \cos (2 t) d t$

단계 7

하나의 적분을 여러 개의 적분으로 나눕니다.

$\frac{9}{2} (\int d t + \int - \cos (2 t) d t)$

단계 8

상수 규칙을 적용합니다.

$\frac{9}{2} (t + C + \int - \cos (2 t) d t)$

단계 9

$- 1$ 은 $t$ 에 대해 상수이므로, $- 1$ 를 적분 밖으로 빼냅니다.

$\frac{9}{2} (t + C - \int \cos (2 t) d t)$

단계 10

먼저 $u = 2 t$ 로 정의합니다. 그러면 $d u = 2 d t$ 이므로 $\frac{1}{2} d u = d t$ 가 됩니다. 이 식을 $u$ 와 $d$ $u$ 를 이용하여 다시 씁니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 10.1

$u = 2 t$ 로 둡니다. $\frac{d u}{d t}$ 를 구합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 10.1.1

$2 t$ 를 미분합니다.

$\frac{d}{d t} [2 t]$

단계 10.1.2

$2$ 은 $t$ 에 대해 일정하므로 $t$ 에 대한 $2 t$ 의 미분은 $2 \frac{d}{d t} [t]$ 입니다.

$2 \frac{d}{d t} [t]$

단계 10.1.3

$n = 1$ 일 때 $\frac{d}{d t} [t^{n}]$ 는 $n t^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$2 \cdot 1$

단계 10.1.4

$2$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$2$

단계 10.2

$u$ 와 $d u$ 를 사용해 문제를 바꿔 씁니다.

$\frac{9}{2} (t + C - \int \cos (u) \frac{1}{2} d u)$

단계 11

$\cos (u)$ 와 $\frac{1}{2}$ 을 묶습니다.

$\frac{9}{2} (t + C - \int \frac{\cos (u)}{2} d u)$

단계 12

$\frac{1}{2}$ 은 $u$ 에 대해 상수이므로, $\frac{1}{2}$ 를 적분 밖으로 빼냅니다.

$\frac{9}{2} (t + C - (\frac{1}{2} \int \cos (u) d u))$

단계 13

$\cos (u)$ 를 $u$ 에 대해 적분하면 $\sin (u)$ 입니다.

$\frac{9}{2} (t + C - \frac{1}{2} (\sin (u) + C))$

단계 14

간단히 합니다.

$\frac{9}{2} (t - \frac{1}{2} \sin (u)) + C$

단계 15

각 적분 대입 변수를 다시 치환합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 15.1

$t$ 를 모두 $\arcsin (\frac{x}{3})$ 로 바꿉니다.

$\frac{9}{2} (\arcsin (\frac{x}{3}) - \frac{1}{2} \sin (u)) + C$

단계 15.2

$u$ 를 모두 $2 t$ 로 바꿉니다.

$\frac{9}{2} (\arcsin (\frac{x}{3}) - \frac{1}{2} \sin (2 t)) + C$

단계 15.3

$t$ 를 모두 $\arcsin (\frac{x}{3})$ 로 바꿉니다.

$\frac{9}{2} (\arcsin (\frac{x}{3}) - \frac{1}{2} \sin (2 \arcsin (\frac{x}{3}))) + C$

단계 16

간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 16.1

$\sin (2 \arcsin (\frac{x}{3}))$ 와 $\frac{1}{2}$ 을 묶습니다.

$\frac{9}{2} (\arcsin (\frac{x}{3}) - \frac{\sin (2 \arcsin (\frac{x}{3}))}{2}) + C$

단계 16.2

분배 법칙을 적용합니다.

$\frac{9}{2} \arcsin (\frac{x}{3}) + \frac{9}{2} (- \frac{\sin (2 \arcsin (\frac{x}{3}))}{2}) + C$

단계 16.3

$\frac{9}{2}$ 와 $\arcsin (\frac{x}{3})$ 을 묶습니다.

$\frac{9 \arcsin (\frac{x}{3})}{2} + \frac{9}{2} (- \frac{\sin (2 \arcsin (\frac{x}{3}))}{2}) + C$

단계 16.4

$\frac{9}{2} (- \frac{\sin (2 \arcsin (\frac{x}{3}))}{2})$ 을 곱합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 16.4.1

$\frac{9}{2}$ 에 $\frac{\sin (2 \arcsin (\frac{x}{3}))}{2}$ 을 곱합니다.

$\frac{9 \arcsin (\frac{x}{3})}{2} - \frac{9 \sin (2 \arcsin (\frac{x}{3}))}{2 \cdot 2} + C$

단계 16.4.2

$2$ 에 $2$ 을 곱합니다.

$\frac{9 \arcsin (\frac{x}{3})}{2} - \frac{9 \sin (2 \arcsin (\frac{x}{3}))}{4} + C$

단계 17

항을 다시 정렬합니다.

$\frac{9}{2} \arcsin (\frac{1}{3} x) - \frac{9}{4} \sin (2 \arcsin (\frac{1}{3} x)) + C$