(1-cos(2t))/2(t^2)怎么积分
时间: 2023-11-29 15:05:58 浏览: 193
要积分 (1-cos(2t))/2(t^2),可以使用代换法来解决。
设 u = 2t,那么 du/dt = 2,即 dt = 1/2 du。
将代换 u = 2t 代入原式中,得到:
∫(1-cos(2t))/2(t^2) dt = ∫(1-cos(u))/(4t^2) du
= (1/4) ∫(1-cos(u))/t^2 du
接下来,我们可以使用分部积分法。
设 f = (1-cos(u)),g' = 1/t^2,那么 f' = sin(u),g = -1/t。
根据分部积分公式,得到:
∫(1-cos(u))/t^2 du = -f/t - ∫f'g du
= -(1-cos(u))/t + ∫sin(u)/t^3 du
= -(1-cos(2t))/(2t) - (1/4)cos(2t)/t^2 + C
其中,C 是积分常数。
因此,原式的积分结果为 -(1-cos(2t))/(2t) - (1/4)cos(2t)/t^2 + C。
相关问题
∫(cos^5x/sin^5x)dx
可以使用三角代换解决该积分。令t=sin(x),则dt/dx=cos(x),cos(x)=sqrt(1-sin^2(x))=sqrt(1-t^2)。将cos(x)和dx用t表示,有:
∫(cos^5x/sin^5x)dx = ∫(cos^4x/sin^4x)cos(x)dx
令t=sin(x),则有:
∫(cos^4x/sin^4x)cos(x)dx = ∫(1-t^2)^2/t^4 dt
展开,得到:
∫(1-t^2)^2/t^4 dt = ∫(1 - 2t^2 + t^4 )/t^4 dt
将分式拆分,得到:
∫(1 - 2t^2 + t^4 )/t^4 dt = ∫(1/t^4 - 2/t^2 + 1) dt
对每一项进行积分,得到:
∫(1/t^4 - 2/t^2 + 1) dt = -1/t^3 + 2/t + C
将t=sin(x)代入,得到最终结果:
∫(cos^5x/sin^5x)dx = -cos^(-3)(x)/sin(x) + 2sin(x) + C
求x(-1/2t+1)的傅里叶变换
根据傅里叶变换的定义,函数 $f(x)$ 的傅里叶变换为:
$$
F(k) = \frac{1}{\sqrt{2\pi}}\int_{-\infty}^{\infty} f(x)e^{-ikx}dx
$$
对于 $x(-\frac{1}{2}t+1)$,我们可以把它看作是 $f(x)$,代入傅里叶变换公式中,得到:
$$
\begin{aligned}
F(k) &= \frac{1}{\sqrt{2\pi}}\int_{-\infty}^{\infty} x(-\frac{1}{2}t+1)e^{-ikx}dx \\
&= \frac{1}{\sqrt{2\pi}}\int_{-\infty}^{\infty} x(-\frac{1}{2}t+1)\cos(kx)dx - i\frac{1}{\sqrt{2\pi}}\int_{-\infty}^{\infty} x(-\frac{1}{2}t+1)\sin(kx)dx
\end{aligned}
$$
其中,我们将 $e^{-ikx}$ 展开成 $\cos(kx)-i\sin(kx)$ 的形式,并且使用了傅里叶变换的欧拉公式。
对于第一个积分,我们可以使用分部积分法进行求解,令 $u=x$,$dv=(-\frac{1}{2}t+1)\cos(kx)dx$,则 $du=dx$,$v=\frac{1}{k}(-\frac{1}{2}t+1)\sin(kx)$,代入公式中得:
$$
\begin{aligned}
\int_{-\infty}^{\infty} x(-\frac{1}{2}t+1)\cos(kx)dx &= \frac{1}{k}\left[x(-\frac{1}{2}t+1)\sin(kx)\right]_{-\infty}^{\infty} - \frac{1}{k}\int_{-\infty}^{\infty} \sin(kx)dx \\
&= -\frac{1}{k}\left[\cos(kx)\right]_{-\infty}^{\infty} \\
&= 0
\end{aligned}
$$
因为 $\cos(kx)$ 是一个偶函数,积分区间是关于 $0$ 对称的,所以 $\cos(kx)$ 在整个积分区间上的积分是 $0$。
对于第二个积分,我们同样可以使用分部积分法进行求解,令 $u=x$,$dv=(-\frac{1}{2}t+1)\sin(kx)dx$,则 $du=dx$,$v=-\frac{1}{k}(-\frac{1}{2}t+1)\cos(kx)$,代入公式中得:
$$
\begin{aligned}
\int_{-\infty}^{\infty} x(-\frac{1}{2}t+1)\sin(kx)dx &= -\frac{1}{k}\left[x(-\frac{1}{2}t+1)\cos(kx)\right]_{-\infty}^{\infty} + \frac{1}{k}\int_{-\infty}^{\infty} \cos(kx)dx \\
&= \frac{1}{k}\left[\sin(kx)\right]_{-\infty}^{\infty} \\
&= 0
\end{aligned}
$$
因为 $\sin(kx)$ 是一个奇函数,积分区间是关于 $0$ 对称的,所以 $\sin(kx)$ 在整个积分区间上的积分是 $0$。
综上所述,$x(-\frac{1}{2}t+1)$ 的傅里叶变换为 $0$。
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