Sr Examen

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Integral de 3*(cos(x/4))^3 dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
 2*pi            
   /             
  |              
  |       3/x\   
  |  3*cos |-| dx
  |        \4/   
  |              
 /               
 0               
02π3cos3(x4)dx\int\limits_{0}^{2 \pi} 3 \cos^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)}\, dx
Integral(3*cos(x/4)^3, (x, 0, 2*pi))
Solución detallada
  1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

    3cos3(x4)dx=3cos3(x4)dx\int 3 \cos^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)}\, dx = 3 \int \cos^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)}\, dx

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      cos3(x4)=(1sin2(x4))cos(x4)\cos^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)} = \left(1 - \sin^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)}\right) \cos{\left(\frac{x}{4} \right)}

    2. Hay varias maneras de calcular esta integral.

      Método #1

      1. que u=sin(x4)u = \sin{\left(\frac{x}{4} \right)}.

        Luego que du=cos(x4)dx4du = \frac{\cos{\left(\frac{x}{4} \right)} dx}{4} y ponemos dudu:

        (44u2)du\int \left(4 - 4 u^{2}\right)\, du

        1. Integramos término a término:

          1. La integral de las constantes tienen esta constante multiplicada por la variable de integración:

            4du=4u\int 4\, du = 4 u

          1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

            (4u2)du=4u2du\int \left(- 4 u^{2}\right)\, du = - 4 \int u^{2}\, du

            1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

              u2du=u33\int u^{2}\, du = \frac{u^{3}}{3}

            Por lo tanto, el resultado es: 4u33- \frac{4 u^{3}}{3}

          El resultado es: 4u33+4u- \frac{4 u^{3}}{3} + 4 u

        Si ahora sustituir uu más en:

        4sin3(x4)3+4sin(x4)- \frac{4 \sin^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)}}{3} + 4 \sin{\left(\frac{x}{4} \right)}

      Método #2

      1. Vuelva a escribir el integrando:

        (1sin2(x4))cos(x4)=sin2(x4)cos(x4)+cos(x4)\left(1 - \sin^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)}\right) \cos{\left(\frac{x}{4} \right)} = - \sin^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)} \cos{\left(\frac{x}{4} \right)} + \cos{\left(\frac{x}{4} \right)}

      2. Integramos término a término:

        1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

          (sin2(x4)cos(x4))dx=sin2(x4)cos(x4)dx\int \left(- \sin^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)} \cos{\left(\frac{x}{4} \right)}\right)\, dx = - \int \sin^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)} \cos{\left(\frac{x}{4} \right)}\, dx

          1. que u=sin(x4)u = \sin{\left(\frac{x}{4} \right)}.

            Luego que du=cos(x4)dx4du = \frac{\cos{\left(\frac{x}{4} \right)} dx}{4} y ponemos 4du4 du:

            4u2du\int 4 u^{2}\, du

            1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

              u2du=4u2du\int u^{2}\, du = 4 \int u^{2}\, du

              1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

                u2du=u33\int u^{2}\, du = \frac{u^{3}}{3}

              Por lo tanto, el resultado es: 4u33\frac{4 u^{3}}{3}

            Si ahora sustituir uu más en:

            4sin3(x4)3\frac{4 \sin^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)}}{3}

          Por lo tanto, el resultado es: 4sin3(x4)3- \frac{4 \sin^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)}}{3}

        1. que u=x4u = \frac{x}{4}.

          Luego que du=dx4du = \frac{dx}{4} y ponemos 4du4 du:

          4cos(u)du\int 4 \cos{\left(u \right)}\, du

          1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

            cos(u)du=4cos(u)du\int \cos{\left(u \right)}\, du = 4 \int \cos{\left(u \right)}\, du

            1. La integral del coseno es seno:

              cos(u)du=sin(u)\int \cos{\left(u \right)}\, du = \sin{\left(u \right)}

            Por lo tanto, el resultado es: 4sin(u)4 \sin{\left(u \right)}

          Si ahora sustituir uu más en:

          4sin(x4)4 \sin{\left(\frac{x}{4} \right)}

        El resultado es: 4sin3(x4)3+4sin(x4)- \frac{4 \sin^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)}}{3} + 4 \sin{\left(\frac{x}{4} \right)}

      Método #3

      1. Vuelva a escribir el integrando:

        (1sin2(x4))cos(x4)=sin2(x4)cos(x4)+cos(x4)\left(1 - \sin^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)}\right) \cos{\left(\frac{x}{4} \right)} = - \sin^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)} \cos{\left(\frac{x}{4} \right)} + \cos{\left(\frac{x}{4} \right)}

      2. Integramos término a término:

        1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

          (sin2(x4)cos(x4))dx=sin2(x4)cos(x4)dx\int \left(- \sin^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)} \cos{\left(\frac{x}{4} \right)}\right)\, dx = - \int \sin^{2}{\left(\frac{x}{4} \right)} \cos{\left(\frac{x}{4} \right)}\, dx

          1. que u=sin(x4)u = \sin{\left(\frac{x}{4} \right)}.

            Luego que du=cos(x4)dx4du = \frac{\cos{\left(\frac{x}{4} \right)} dx}{4} y ponemos 4du4 du:

            4u2du\int 4 u^{2}\, du

            1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

              u2du=4u2du\int u^{2}\, du = 4 \int u^{2}\, du

              1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

                u2du=u33\int u^{2}\, du = \frac{u^{3}}{3}

              Por lo tanto, el resultado es: 4u33\frac{4 u^{3}}{3}

            Si ahora sustituir uu más en:

            4sin3(x4)3\frac{4 \sin^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)}}{3}

          Por lo tanto, el resultado es: 4sin3(x4)3- \frac{4 \sin^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)}}{3}

        1. que u=x4u = \frac{x}{4}.

          Luego que du=dx4du = \frac{dx}{4} y ponemos 4du4 du:

          4cos(u)du\int 4 \cos{\left(u \right)}\, du

          1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

            cos(u)du=4cos(u)du\int \cos{\left(u \right)}\, du = 4 \int \cos{\left(u \right)}\, du

            1. La integral del coseno es seno:

              cos(u)du=sin(u)\int \cos{\left(u \right)}\, du = \sin{\left(u \right)}

            Por lo tanto, el resultado es: 4sin(u)4 \sin{\left(u \right)}

          Si ahora sustituir uu más en:

          4sin(x4)4 \sin{\left(\frac{x}{4} \right)}

        El resultado es: 4sin3(x4)3+4sin(x4)- \frac{4 \sin^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)}}{3} + 4 \sin{\left(\frac{x}{4} \right)}

    Por lo tanto, el resultado es: 4sin3(x4)+12sin(x4)- 4 \sin^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)} + 12 \sin{\left(\frac{x}{4} \right)}

  2. Ahora simplificar:

    9sin(x4)+sin(3x4)9 \sin{\left(\frac{x}{4} \right)} + \sin{\left(\frac{3 x}{4} \right)}

  3. Añadimos la constante de integración:

    9sin(x4)+sin(3x4)+constant9 \sin{\left(\frac{x}{4} \right)} + \sin{\left(\frac{3 x}{4} \right)}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

9sin(x4)+sin(3x4)+constant9 \sin{\left(\frac{x}{4} \right)} + \sin{\left(\frac{3 x}{4} \right)}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                        
 |                                         
 |      3/x\               3/x\         /x\
 | 3*cos |-| dx = C - 4*sin |-| + 12*sin|-|
 |       \4/                \4/         \4/
 |                                         
/                                          
3cos3(x4)dx=C4sin3(x4)+12sin(x4)\int 3 \cos^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)}\, dx = C - 4 \sin^{3}{\left(\frac{x}{4} \right)} + 12 \sin{\left(\frac{x}{4} \right)}
Gráfica
0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.0010
Respuesta [src]
8
88
=
=
8
88
8
Respuesta numérica [src]
8.0
8.0

    Estos ejemplos se pueden aplicar para introducción de los límites de integración inferior y superior.