cosx的四次方的原函数是(1/5)sin(5x)+C。
1.引言:
四次方函数是指一个函数的自变量被四次方的数值所改变,而cosx的四次方则表示cosx连续乘以自身四次。求解cosx的四次方的原函数可通过积分的方法进行,下面将详细介绍具体步骤。
2.转化为指数形式:
首先,我们将cosx的四次方表达式转化为指数形式。根据欧拉公式,可以得到cosx=(e^(ix)+ e^(-ix))/2,代入cosx的四次方表达式中,得到(cosx)^4=[(e^(ix)+e^(-ix))/2]^4。
3.展开简化:
将(cosx)^4展开后可得到:cos^4x=(1/16)(e^(4ix)+4e^(2ix)+6+4e^(-2ix)+e^(-4ix))。
4.利用和差化积公式:
在展开式中,我们可以利用和差化积公式对指数项进行简化。通过将e^(4ix)和e^(-4ix)相加得到2cos(4x),将e^(2ix)和e^(-2ix)相加得到2cos(2x)。因此,上述展开式可进一步简化为:cos^4x=(1/8)(2cos(4x)+4cos(2x)+6)。
5.积分求解:
现在,我们可以对简化后的表达式进行积分,得到cosx的四次方的原函数。根据常数项的积分性质,我们可以得到cos^4x的原函数为(1/8)(2∫cos(4x)dx+4∫cos(2x)dx+∫6dx)。
6.求不定积分:
对于∫cos(4x)dx和∫cos(2x)dx,我们可以直接利用三角函数的不定积分公式进行求解。根据公式,∫cos(nx)dx=(1/n)sin(nx)+C,其中C为积分常数。因此,我们可以得到:∫cos(4x)dx= (1/4)sin(4x)+C1,∫cos(2x)dx=(1/2)sin(2x)+C2。
7.求出原函数:
将求得的不定积分带入上述式子中,我们可以得到cos^4x的原函数为:(1/8)[2((1/4)sin(4x)+ C1)+4((1/2)sin(2x)+C2)+6x]+C。
通过以上步骤,我们成功求解了cosx的四次方的原函数为(1/5)sin(5x)+C。