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xsinxcosx的定积分是多少

2025-09-28 13:04:16

问题描述:

xsinxcosx的定积分是多少,快截止了,麻烦给个答案吧!

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2025-09-28 13:04:16

xsinxcosx的定积分是多少】在数学中,求函数的定积分是微积分的重要内容之一。对于函数 $ x\sin x \cos x $,其积分形式较为复杂,需要结合三角恒等式和分部积分法进行计算。本文将对 $ x\sin x \cos x $ 的定积分进行详细分析,并以表格形式总结关键步骤与结果。

一、函数简化

首先,我们可以利用三角恒等式将原函数简化:

$$

\sin x \cos x = \frac{1}{2} \sin 2x

$$

因此,

$$

x\sin x \cos x = \frac{1}{2} x \sin 2x

$$

这样,原问题转化为求:

$$

\int x \sin 2x \, dx

$$

二、积分方法

这是一个典型的“乘积型”不定积分,适合使用分部积分法(Integration by Parts)。公式为:

$$

\int u \, dv = uv - \int v \, du

$$

我们令:

- $ u = x \Rightarrow du = dx $

- $ dv = \sin 2x \, dx \Rightarrow v = -\frac{1}{2} \cos 2x $

代入得:

$$

\int x \sin 2x \, dx = -\frac{1}{2} x \cos 2x + \frac{1}{2} \int \cos 2x \, dx

$$

继续计算第二项:

$$

\int \cos 2x \, dx = \frac{1}{2} \sin 2x

$$

因此,最终结果为:

$$

\int x \sin x \cos x \, dx = \frac{1}{2} \left( -x \cos 2x + \frac{1}{2} \sin 2x \right) + C

$$

即:

$$

\int x \sin x \cos x \, dx = -\frac{1}{2} x \cos 2x + \frac{1}{4} \sin 2x + C

$$

三、定积分计算

若题目要求的是定积分,例如从 $ a $ 到 $ b $ 的积分,则可代入上下限:

$$

\int_a^b x \sin x \cos x \, dx = \left[ -\frac{1}{2} x \cos 2x + \frac{1}{4} \sin 2x \right]_a^b

$$

四、关键步骤总结

步骤 内容
1 使用三角恒等式:$ \sin x \cos x = \frac{1}{2} \sin 2x $
2 将原函数转换为 $ \frac{1}{2} x \sin 2x $
3 应用分部积分法,设 $ u = x $, $ dv = \sin 2x dx $
4 计算得到:$ -\frac{1}{2} x \cos 2x + \frac{1}{4} \sin 2x + C $
5 若为定积分,代入上下限进行计算

五、结论

综上所述,函数 $ x\sin x \cos x $ 的不定积分是:

$$

-\frac{1}{2} x \cos 2x + \frac{1}{4} \sin 2x + C

$$

若需计算定积分,只需将上下限代入上述表达式即可得出具体数值。

如需进一步探讨其他形式的积分或应用实例,欢迎继续提问!

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