Exercice

$\int\left(x^2+x\right)\cdot\cos\left(x\right)$

Solution étape par étape

1

Nous pouvons résoudre l'intégrale $\int\left(x^2+x\right)\cos\left(x\right)dx$ en appliquant la méthode d'intégration tabulaire par parties, qui nous permet d'effectuer des intégrations successives par parties sur des intégrales de la forme $\int P(x)T(x) dx$. $P(x)$ est typiquement une fonction polynomiale et $T(x)$ est une fonction transcendante telle que $\sin(x)$, $\cos(x)$ et $e^x$. La première étape consiste à choisir les fonctions $P(x)$ et $T(x)$

$\begin{matrix}P(x)=\left(x^2+x\right) \\ T(x)=\cos\left(x\right)\end{matrix}$
2

Dériver $P(x)$ jusqu'à ce qu'il devienne $0$

$0$
3

Intégrer $T(x)$ autant de fois que nous avons dû dériver $P(x)$, nous devons donc intégrer $\cos\left(x\right)$ un total de $3$ fois.

$-\sin\left(x\right)$
4

Avec les dérivées et les intégrales des deux fonctions, nous construisons le tableau suivant

$\begin{matrix}\mathrm{Produits dérivés} & \mathrm{Sign} & \mathrm{Intégrales} \\ & & \cos\left(x\right) \\ x^2+x & + & \sin\left(x\right) \\ 2x+1 & - & -\cos\left(x\right) \\ 2 & + & -\sin\left(x\right) \\ 0 & & \end{matrix}$
5

La solution est alors la somme des produits des dérivées et des intégrales selon le tableau précédent. Le premier terme est le produit de la fonction polynomiale par la première intégrale. Le deuxième terme est le produit de la dérivée première par l'intégrale seconde, et ainsi de suite.

$\left(x^2+x\right)\sin\left(x\right)+\left(2x+1\right)\cos\left(x\right)-2\sin\left(x\right)$
6

Multipliez le terme unique $\sin\left(x\right)$ par chaque terme du polynôme $\left(x^2+x\right)$

$x^2\sin\left(x\right)+x\sin\left(x\right)+\left(2x+1\right)\cos\left(x\right)-2\sin\left(x\right)$
7

Appliquer la formule : $x\left(a+b\right)$$=xa+xb$, où $a=2x$, $b=1$, $x=\cos\left(x\right)$ et $a+b=2x+1$

$x^2\sin\left(x\right)+x\sin\left(x\right)+2x\cos\left(x\right)+\cos\left(x\right)-2\sin\left(x\right)$
8

Comme l'intégrale que nous résolvons est une intégrale indéfinie, lorsque nous terminons l'intégration, nous devons ajouter la constante d'intégration $C$

$x^2\sin\left(x\right)+x\sin\left(x\right)+2x\cos\left(x\right)+\cos\left(x\right)-2\sin\left(x\right)+C_0$

Réponse finale au problème

$x^2\sin\left(x\right)+x\sin\left(x\right)+2x\cos\left(x\right)+\cos\left(x\right)-2\sin\left(x\right)+C_0$

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log
log
lim
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Dx
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>
<
>=
<=
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tan
cot
sec
csc

asin
acos
atan
acot
asec
acsc

sinh
cosh
tanh
coth
sech
csch

asinh
acosh
atanh
acoth
asech
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