Математический анализ Примеры

$\int 1 + \cos^{2} (t) d t$

Этап 1

Разделим данный интеграл на несколько интегралов.

$\int d t + \int \cos^{2} (t) d t$

Этап 2

Применим правило дифференцирования постоянных функций.

$t + C + \int \cos^{2} (t) d t$

Этап 3

Используем формулу половинного угла для записи $\cos^{2} (t)$ в виде $\frac{1 + \cos (2 t)}{2}$ .

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

Этап 4

Поскольку $\frac{1}{2}$ — константа по отношению к $t$ , вынесем $\frac{1}{2}$ из-под знака интеграла.

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

Этап 5

Разделим данный интеграл на несколько интегралов.

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

Этап 6

Применим правило дифференцирования постоянных функций.

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

Этап 7

Пусть $u = 2 t$ . Тогда $d u = 2 d t$ , следовательно $\frac{1}{2} d u = d t$ . Перепишем, используя $u$ и $d$ $u$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1

Пусть $u = 2 t$ . Найдем $\frac{d u}{d t}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1.1

Дифференцируем $2 t$ .

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

Этап 7.1.2

Поскольку $2$ является константой относительно $t$ , производная $2 t$ по $t$ равна $2 \frac{d}{d t} [t]$ .

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

Этап 7.1.3

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d t} [t^{n}]$ имеет вид $n t^{n - 1}$ , где $n = 1$ .

$2 \cdot 1$

Этап 7.1.4

Умножим $2$ на $1$ .

$2$

Этап 7.2

Переформулируем задачу с помощью $u$ и $d u$ .

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

Этап 8

Объединим $\cos (u)$ и $\frac{1}{2}$ .

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

Этап 9

Поскольку $\frac{1}{2}$ — константа по отношению к $u$ , вынесем $\frac{1}{2}$ из-под знака интеграла.

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

Этап 10

Интеграл $\cos (u)$ по $u$ имеет вид $\sin (u)$ .

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

Этап 11

Упростим.

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

Этап 12

Заменим все вхождения $u$ на $2 t$ .

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

Этап 13

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 13.1

Объединим $\frac{1}{2}$ и $\sin (2 t)$ .

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

Этап 13.2

Применим свойство дистрибутивности.

$t + \frac{1}{2} t + \frac{1}{2} \cdot \frac{\sin (2 t)}{2} + C$

Этап 13.3

Объединим $\frac{1}{2}$ и $t$ .

$t + \frac{t}{2} + \frac{1}{2} \cdot \frac{\sin (2 t)}{2} + C$

Этап 13.4

Умножим $\frac{1}{2} \cdot \frac{\sin (2 t)}{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 13.4.1

Умножим $\frac{1}{2}$ на $\frac{\sin (2 t)}{2}$ .

$t + \frac{t}{2} + \frac{\sin (2 t)}{2 \cdot 2} + C$

Этап 13.4.2

Умножим $2$ на $2$ .

$t + \frac{t}{2} + \frac{\sin (2 t)}{4} + C$

Этап 14

Изменим порядок членов.

$t + \frac{1}{2} t + \frac{1}{4} \sin (2 t) + C$