Integreren: Integratietechnieken
Goniometrische integralen
Met behulp van de substitutiemethode kunnen we ook goniometrische integralen oplossen. We gebruiken hier vaak de volgende goniometrische rekenregels.
\[\sin^2(x) + \cos^2(x) = 1 \]
\[\cos^2(x) = \frac{\cos(2x)+1}{2}\]
\[\sin^2(x) = \frac{1-\cos(2x)}{2}\]
#\int \sin(x)^3 \,\dd x=# #{{\cos(x)^3}\over{3}}-\cos(x) + C#
We passen de substitutiemethode toe met #g(x)=x^2-1# en #h(x)=\cos(x)#, want dan geldt #g(h(x)) \cdot h'(x)=\sin(x)^3#. Dit gaat als volgt:
\[\begin{array}{rcl}\displaystyle \int \sin(x)^3 \,\dd x&=& \displaystyle \int \left(\cos(x)^2-1\right) \cdot -\sin(x) \, \dd x \\&&\phantom{xxx}\blue{\text{stap 2: herschreven in de vorm }\int g(h(x)) \cdot h'(x) \, \dd x \text{ met } h'(x)=-\sin(x)} \\ &&\phantom{xxx}\blue{\text{gebruik gemaakt van de goniometrische regel }\sin^2(x)=1-\cos^2(x)} \\ &=& \displaystyle \int \cos(x)^2-1 \, \dd(\cos(x)) \\ &&\phantom{xxx}\blue{\text{stap 3: herschreven met het gebruik van }h'(x)=\dd (h(x))} \\ &=& \displaystyle \int u^2-1 \, \dd u \\ &&\phantom{xxx}\blue{\text{stap 4: gesubstitueerd }\cos(x)=u} \\ &=& \displaystyle {{u^3}\over{3}}-u +C \\ &&\phantom{xxx}\blue{\text{stap 5: geprimitvieerd}} \\ &=& \displaystyle {{\cos(x)^3}\over{3}}-\cos(x) +C \\ &&\phantom{xxx}\blue{\text{stap 6: gesubstitueerd }u=\cos(x)}
\end{array}\]
We passen de substitutiemethode toe met #g(x)=x^2-1# en #h(x)=\cos(x)#, want dan geldt #g(h(x)) \cdot h'(x)=\sin(x)^3#. Dit gaat als volgt:
\[\begin{array}{rcl}\displaystyle \int \sin(x)^3 \,\dd x&=& \displaystyle \int \left(\cos(x)^2-1\right) \cdot -\sin(x) \, \dd x \\&&\phantom{xxx}\blue{\text{stap 2: herschreven in de vorm }\int g(h(x)) \cdot h'(x) \, \dd x \text{ met } h'(x)=-\sin(x)} \\ &&\phantom{xxx}\blue{\text{gebruik gemaakt van de goniometrische regel }\sin^2(x)=1-\cos^2(x)} \\ &=& \displaystyle \int \cos(x)^2-1 \, \dd(\cos(x)) \\ &&\phantom{xxx}\blue{\text{stap 3: herschreven met het gebruik van }h'(x)=\dd (h(x))} \\ &=& \displaystyle \int u^2-1 \, \dd u \\ &&\phantom{xxx}\blue{\text{stap 4: gesubstitueerd }\cos(x)=u} \\ &=& \displaystyle {{u^3}\over{3}}-u +C \\ &&\phantom{xxx}\blue{\text{stap 5: geprimitvieerd}} \\ &=& \displaystyle {{\cos(x)^3}\over{3}}-\cos(x) +C \\ &&\phantom{xxx}\blue{\text{stap 6: gesubstitueerd }u=\cos(x)}
\end{array}\]
Ontgrendel volledige toegang
Toegang voor leraar
Vraag een demo account aan. Wij helpen je graag op weg met onze digitale leeromgeving.