Como eu encontro o integral int (x * cos (5x)) dx?

Como eu encontro o integral int (x * cos (5x)) dx?
Anonim

Vamos ter em mente a fórmula para integração por partes, que é:

#int u dv = uv - int v du #

Para encontrar esta integral com sucesso, vamos deixar #u = x #e #dv = cos 5x dx #. Assim sendo, #du = dx # e #v = 1/5 sin 5x #. (# v # pode ser encontrado usando um #você#-substituição)

A razão pela qual eu escolhi # x # para o valor de #você# é porque eu sei que mais tarde eu vou acabar integrando # v # multiplicado por #você#derivado. Desde a derivada de #você# é apenas #1#e como integrar uma função trigonométrica por si só não a torna mais complexa, removemos efetivamente # x # do integrando e só tem que se preocupar com o seno agora.

Então, conectando-se à fórmula do IBP, obtemos:

#int xcos5x dx = (x sin5x) / 5 - int 1/5 sin 5x dx #

Puxando o #1/5# fora do integrando nos dá:

#int xcos5x dx = (x sin5x) / 5 - 1/5 int sin 5x dx #

Integrar o seno só levará um #você#-substituição. Desde que já usamos #você# para a fórmula do IBP vou usar a letra # q # em vez de:

#q = 5x #

#dq = 5 dx #

Para obter um # 5 dx # dentro do integrando vou multiplicar a integral por outra #1/5#:

#int xcos5x dx = (x sin5x) / 5 - 1/25 int 5sin 5x dx #

E, substituindo tudo em termos de # q #:

#int xcos5x dx = (x sin5x) / 5 - 1/25 int sinq * dq #

Sabemos que a integral de #pecado# é #coscos #, para que possamos finalizar essa parte integral facilmente. Lembre-se da constante de integração:

#int xcos5x dx = (x sin5x) / 5 + 1/25 cos q + C #

Agora vamos simplesmente substituir de volta # q #:

#int xcos5x dx = (x sin5x) / 5 + (cos 5x) / 25 + c #

E existe a nossa integral.