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X乘以sinx的不定积分

2025-08-27 15:19:33

问题描述:

X乘以sinx的不定积分,快急哭了,求给个思路吧!

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2025-08-27 15:19:33

X乘以sinx的不定积分】在微积分的学习中,求函数的不定积分是一项基本而重要的技能。其中,“X乘以sinx的不定积分”是一个常见的积分问题,可以通过分部积分法来解决。下面将对这一积分进行详细总结,并以表格形式展示关键步骤与结果。

一、问题概述

我们需要计算以下不定积分:

$$

\int x \sin x \, dx

$$

这是一个典型的“多项式乘以三角函数”的积分问题,通常使用分部积分法(Integration by Parts)来求解。

二、解题思路

根据分部积分公式:

$$

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

$$

我们选择:

- $ u = x $,则 $ du = dx $

- $ dv = \sin x \, dx $,则 $ v = -\cos x $

代入公式得:

$$

\int x \sin x \, dx = -x \cos x + \int \cos x \, dx

$$

继续计算右边的积分:

$$

\int \cos x \, dx = \sin x

$$

因此,最终结果为:

$$

\int x \sin x \, dx = -x \cos x + \sin x + C

$$

其中,$ C $ 是积分常数。

三、关键步骤总结表

步骤 内容 说明
1 设定 $ u = x $,$ dv = \sin x dx $ 分部积分法的基本设定
2 得到 $ du = dx $,$ v = -\cos x $ 对 $ u $ 和 $ dv $ 求导和积分
3 应用公式:$ \int x \sin x dx = -x \cos x + \int \cos x dx $ 分部积分法的应用
4 计算 $ \int \cos x dx = \sin x $ 简单的三角函数积分
5 最终结果:$ -x \cos x + \sin x + C $ 加上积分常数

四、结论

通过分部积分法,我们可以得出:

$$

\int x \sin x \, dx = -x \cos x + \sin x + C

$$

这个结果在物理、工程以及数学建模中有着广泛的应用,尤其是在处理周期性变化的变量时。

如需进一步验证该积分的正确性,可以通过对结果求导,看是否得到原函数 $ x \sin x $。这也是检查积分是否正确的常用方法之一。

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