Giải tích Ví dụ

$\int 4 x^{3} \sin (x^{4}) d x$

Bước 1

Giả sử $u_{1} = x^{2}$ . Sau đó $d u_{1} = 2 x d x$ , nên $\frac{1}{2 x} d u_{1} = d x$ . Viết lại bằng $u_{1}$ và $d$ $u_{1}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1

Hãy đặt $u_{1} = x^{2}$ . Tìm $\frac{d u_{1}}{d x}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.1

Tính đạo hàm $x^{2}$ .

$\frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 1.1.2

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ là $n x^{n - 1}$ trong đó $n = 2$ .

$2 x$

Bước 1.2

Viết lại bài tập bằng cách dùng $u_{1}$ và $d u_{1}$ .

$\int 2 u_{1} \sin ({\sqrt{u_{1}}}^{4}) d u_{1}$

Bước 2

Viết lại ${\sqrt{u_{1}}}^{4}$ ở dạng ${u_{1}}^{2}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1

Sử dụng $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ để viết lại $\sqrt{u_{1}}$ ở dạng ${u_{1}}^{\frac{1}{2}}$ .

$\int 2 u_{1} \sin ({({u_{1}}^{\frac{1}{2}})}^{4}) d u_{1}$

Bước 2.2

Áp dụng quy tắc lũy thừa và nhân các số mũ với nhau, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\int 2 u_{1} \sin ({u_{1}}^{\frac{1}{2} \cdot 4}) d u_{1}$

Bước 2.3

Kết hợp $\frac{1}{2}$ và $4$ .

$\int 2 u_{1} \sin ({u_{1}}^{\frac{4}{2}}) d u_{1}$

Bước 2.4

Triệt tiêu thừa số chung của $4$ và $2$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.4.1

Đưa $2$ ra ngoài $4$ .

$\int 2 u_{1} \sin ({u_{1}}^{\frac{2 \cdot 2}{2}}) d u_{1}$

Bước 2.4.2

Triệt tiêu các thừa số chung.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.4.2.1

Đưa $2$ ra ngoài $2$ .

$\int 2 u_{1} \sin ({u_{1}}^{\frac{2 \cdot 2}{2 (1)}}) d u_{1}$

Bước 2.4.2.2

Triệt tiêu thừa số chung.

$\int 2 u_{1} \sin ({u_{1}}^{\frac{2 \cdot 2}{2 \cdot 1}}) d u_{1}$

Bước 2.4.2.3

Viết lại biểu thức.

$\int 2 u_{1} \sin ({u_{1}}^{\frac{2}{1}}) d u_{1}$

Bước 2.4.2.4

Chia $2$ cho $1$ .

$\int 2 u_{1} \sin ({u_{1}}^{2}) d u_{1}$

Bước 3

Vì $2$ không đổi đối với $u_{1}$ , hãy di chuyển $2$ ra khỏi tích phân.

$2 \int u_{1} \sin ({u_{1}}^{2}) d u_{1}$

Bước 4

Giả sử $u_{2} = {u_{1}}^{2}$ . Sau đó $d u_{2} = 2 u_{1} d u_{1}$ , nên $\frac{1}{2} d u_{2} = u_{1} d u_{1}$ . Viết lại bằng $u_{2}$ và $d$ $u_{2}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.1

Hãy đặt $u_{2} = {u_{1}}^{2}$ . Tìm $\frac{d u_{2}}{d u_{1}}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.1.1

Tính đạo hàm ${u_{1}}^{2}$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{2}]$

Bước 4.1.2

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{n}]$ là $n {u_{1}}^{n - 1}$ trong đó $n = 2$ .

$2 u_{1}$

Bước 4.2

Viết lại bài tập bằng cách dùng $u_{2}$ và $d u_{2}$ .

$2 \int \sin (u_{2}) \frac{1}{2} d u_{2}$

Bước 5

Kết hợp $\sin (u_{2})$ và $\frac{1}{2}$ .

$2 \int \frac{\sin (u_{2})}{2} d u_{2}$

Bước 6

Vì $\frac{1}{2}$ không đổi đối với $u_{2}$ , hãy di chuyển $\frac{1}{2}$ ra khỏi tích phân.

$2 (\frac{1}{2} \int \sin (u_{2}) d u_{2})$

Bước 7

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 7.1

Kết hợp $\frac{1}{2}$ và $2$ .

$\frac{2}{2} \int \sin (u_{2}) d u_{2}$

Bước 7.2

Triệt tiêu thừa số chung $2$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 7.2.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{2}{2} \int \sin (u_{2}) d u_{2}$

Bước 7.2.2

Viết lại biểu thức.

$1 \int \sin (u_{2}) d u_{2}$

Bước 7.3

Nhân $\int \sin (u_{2}) d u_{2}$ với $1$ .

$\int \sin (u_{2}) d u_{2}$

Bước 8

Tích phân của $\sin (u_{2})$ đối với $u_{2}$ là $- \cos (u_{2})$ .

$- \cos (u_{2}) + C$

Bước 9

Thay trở lại cho mỗi biến thay thế tích phân.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 9.1

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u_{2}$ với ${u_{1}}^{2}$ .

$- \cos ({u_{1}}^{2}) + C$

Bước 9.2

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u_{1}$ với $x^{2}$ .

$- \cos ({(x^{2})}^{2}) + C$