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问 X乘以sinx的不定积分

2026-04-27 01:12:27
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【X乘以sinx的不定积分】在微积分的学习中,求解不定积分是一个重要的环节。其中,“X乘以sinx的不定积分”是常见的一个题目,它涉及到积分技巧中的“分部积分法”。本文将对该积分进行详细分析,并通过表格形式总结其计算过程和结果。

一、问题概述

我们要计算的是以下不定积分:

$$

\int x \cdot \sin x \, dx

$$

这是一个典型的“多项式函数与三角函数相乘”的积分问题,通常采用分部积分法(Integration by Parts)来解决。

二、分部积分法简介

分部积分法的公式为:

$$

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

$$

在本题中,我们可以设:

- $ u = x $ → 则 $ du = dx $

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

三、具体计算步骤

1. 设定变量:

- $ u = x $

- $ dv = \sin x \, dx $

- $ du = dx $

- $ v = -\cos x $

2. 应用分部积分公式:

$$

\int x \cdot \sin x \, dx = uv - \int v \, du = x(-\cos x) - \int (-\cos x) \, dx

$$

3. 化简表达式:

$$

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

$$

4. 计算剩余积分:

$$

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

$$

5. 最终结果:

$$

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

$$

其中,$ C $ 是积分常数。

四、结果总结(表格形式)

步骤 内容
1 设定变量:$ u = x $, $ dv = \sin x \, dx $
2 求导与积分:$ du = dx $, $ v = -\cos x $
3 应用分部积分公式:$ \int x \cdot \sin x \, dx = -x \cos x + \int \cos x \, dx $
4 计算剩余积分:$ \int \cos x \, dx = \sin x $
5 最终结果:$ \int x \cdot \sin x \, dx = -x \cos x + \sin x + C $

五、结论

通过分部积分法,我们成功地求得了 $ x \cdot \sin x $ 的不定积分。该结果为:

$$

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

$$

这一方法不仅适用于本题,也广泛应用于类似形式的积分问题中,是微积分学习中必须掌握的基本技能之一。

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