Помогите решить определенный интеграл вместо пи,там 2пи

0 голосов
22 просмотров

Помогите решить определенный интеграл
\int\limits^ \pi _0 {(1-8 x^{2} )cos4x} \, dx
вместо пи,там 2пи


Математика (38 баллов) | 22 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов

Вычисляем бесконечный интеграл: 
\int \left(1-8x^2\right)\cos \left(4x\right)dx
Интегрируем по частям: 
u=\left(1-8x^2\right),\:\:u'=-16x,\:\:v'=\cos \left(4x\right),\:\:v=\frac{\sin \left(4x\right)}{4}
Получаем интеграл:
=\left(1-8x^2\right)\frac{\sin \left(4x\right)}{4}-\int \left(-16x\right)\frac{\sin \left(4x\right)}{4}dx
=\frac{\left(1-8x^2\right)\sin \left(4x\right)}{4}-\int \:-4x\sin \left(4x\right)dx
Рассмотрим интеграл: 
\int \:-4x\sin \left(4x\right)dx=-4\int \:x\sin \left(4x\right)dx
Применим интегрирования по частям: 
u=x,\:\:u'=1,\:\:v'=\sin \left(4x\right),\:\:v=-\frac{\cos \left(4x\right)}{4}
Получаем: 
=-4\left(x\left(-\frac{\cos \left(4x\right)}{4}\right)-\int \:1\left(-\frac{\cos \left(4x\right)}{4}\right)dx\right)
=-4\left(-\frac{x\cos \left(4x\right)}{4}-\int \:-\frac{\cos \left(4x\right)}{4}dx\right)
=-4\left(-\frac{x\cos \left(4x\right)}{4}-\left(-\frac{1}{4}\int \cos \left(4x\right)dx\right)\right)
Делаем замену: 
u=4x:\quad \quad du=4dx,\:\quad \:dx=\frac{1}{4}du
Получаем:
=-4\left(-\frac{x\cos \left(4x\right)}{4}-\left(-\frac{1}{4}\int \cos \left(u\right)\frac{1}{4}du\right)\right)
=-4\left(-\frac{x\cos \left(4x\right)}{4}-\left(-\frac{1}{4}\frac{1}{4}\int \cos \left(u\right)du\right)\right)
=-4\left(-\frac{x\cos \left(4x\right)}{4}-\left(-\frac{1}{4}\frac{1}{4}\sin \left(u\right)\right)\right)
Делаем обратную замену:
\:u=4x
Получаем: 
=-4\left(-\frac{x\cos \left(4x\right)}{4}-\left(-\frac{1}{4}\frac{1}{4}\sin \left(4x\right)\right)\right)=4\left(\frac{\sin \left(4x\right)}{16}-\frac{x\cos \left(4x\right)}{4}\right)

Получаем общее решение интеграла: 
=\frac{\left(1-8x^2\right)\sin \left(4x\right)}{4}-\left(-4\left(\frac{\sin \left(4x\right)}{16}-\frac{x\cos \left(4x\right)}{4}\right)\right)
=\frac{\left(1-8x^2\right)\sin \left(4x\right)}{4}+4\left(\frac{\sin \left(4x\right)}{16}-\frac{x\cos \left(4x\right)}{4}\right)
Теперь подставляем границы интегрирования в полученный интеграл:
\int _0^{2\pi }\left(1-8x^2\right)\cos \left(4x\right)dx=-2\pi -0=-2\pi

(119 баллов)
0

в ответе получается -2пи?

0

ну как видишь

0

спасибо большое

0

на здоровье)