三角函数求积分

请问划线部分怎么解呢?是否有固定的公式呢?求解答... 请问划线部分怎么解呢?是否有固定的公式呢?求解答 展开
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分子天地
2020-09-28 · TA获得超过6688个赞
知道大有可为答主
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如图所示,这是由对称性决定的

f(x)=[sin(x)]^4的周期是π,对称轴是x=kπ/2(k为整数)。由对称性、定积分的几何性质知原式成立


(sinx)^2=(1-cos2x)/2,因此(sinx)^2的周期与cos2x相同,等于π

(sinx)^4=[(sinx)^2]^2=[(1-cos2x)/2]^2=(1-cos2x)^2/4=[1-2cos2x+(cos2x)^2]/4=[1-2cos2x+(1+cos4x)/2]/4,(sinx)^4的周期是cos2x的周期(等于π)和cos4x的周期(等于π/2)的最小公倍数,故(sinx)^4的周期是π

以此类推,(sinx)^(2k)=a + b*cos2x + c*cos4x + d*cos6x + ...(k=1,2,3...),周期是π、π/2、π/3……的最小公倍数,即(sinx)^(2k)的周期是π

而(sinx)^(2k)的对称轴是x=kπ/2(k为整数),即在[0,π]内的图形关于x=π/2对称,故有∫(0→π/2)(sinx)^(2k)dx=∫(π/2→π)(sinx)^(2k)dx=(1/2)∫(0→π)(sinx)^(2k)dx

由此推出∫(0→2π)(sinx)^4*dx=2∫(0→π)(sinx)^4*dx=2*2∫(0→π/2)(sinx)^4*dx=4∫(0→π/2)(sinx)^4*dx

tllau38
高粉答主

2020-09-27 · 关注我不会让你失望
知道顶级答主
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(1)

(cosx)^2 = 1- (sinx)^2

I(2n) 

=∫(0->π/2) (sinx)^(2n) dx

=-∫(0->π/2) (sinx)^(2n-1) dcosx 

= - [cosx.(sinx)^(2n-1)]|(0->π/2) +(2n-1)∫(0->π/2) (sinx)^(2n-2) .(cosx )^2 dx

=0 +(2n-1)∫(0->π/2) (sinx)^(2n-2) .(cosx )^2 dx

=(2n-1)∫(0->π/2) (sinx)^(2n-2) .[1-(sinx )^2] dx

2nI(2n)  =(2n-1)I(2n-2)

I(2n)  =[(2n-1)/(2n)]I(2n-2)

8∫0->π/2) (sinx)^4 . (cosx)^2 dx  + π

=8∫0->π/2) (sinx)^4 .[ 1- (sinx)^2] dx  + π

=8[ I4 - I6] +π

=8[ (3/4)(1/2)I0 - (5/6)(3/4)(1/2)I0 ] +π

=8[ (3/4)(1/2)(π/2) - (5/6)(3/4)(1/2)(π/2) ]+π

=4π[ (3/4)(1/2)(1/6) ]+π

=π/4 + π

=5π/4

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