Κατάλογος ολοκληρωμάτων των τριγωνομετρικών συναρτήσεων

Από testwiki
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Η συνάρτηση ημιτόνου και συνημιτόνου στον μοναδιαίο κύκλο.

Η συνάρτηση ημιτόνου και συνημιτόνου στον μοναδιαίο κύκλο.Ακολουθεί ο κατάλογος των ολοκληρωμάτων (αντιπαράγωγων ολοκληρωμάτων) των τριγωνομετρικών συναρτήσεων.[1][2] Για τα αντιπαραγωγικά που περιλαμβάνουν τόσο εκθετικές όσο και τριγωνομετρικές συναρτήσεις, ανατρέξτε στην ενότητα Κατάλογος ολοκληρωμάτων εκθετικών συναρτήσεων. Για έναν πλήρη κατάλογο αντιπαραγωγικών συναρτήσεων, ανατρέξτε στην ενότητα Λίστες ολοκληρωμάτων. Για τα ειδικά αντιπαραγωγικά που περιλαμβάνουν τριγωνομετρικές συναρτήσεις, βλέπε Τριγωνομετρικό ολοκλήρωμα[3][4].

Γενικά, αν η συνάρτηση sinx είναι οποιαδήποτε τριγωνομετρική συνάρτηση και cosx είναι η παράγωγός της,

acosnxdx=ansinnx+C

Σε όλους τους τύπους η σταθερά a θεωρείται μη μηδενική και C δηλώνει τη σταθερά ολοκλήρωσης.

Ολοκληρωτέα που περιλαμβάνει μόνο το ημίτονο

  • sinaxdx=1acosax+C
  • sin2axdx=x214asin2ax+C=x212asinaxcosax+C
  • sin3axdx=cos3ax12a3cosax4a+C
  • xsin2axdx=x24x4asin2ax18a2cos2ax+C
  • x2sin2axdx=x36(x24a18a3)sin2axx4a2cos2ax+C
  • xsinaxdx=sinaxa2xcosaxa+C
  • (sinb1x)(sinb2x)dx=sin((b2b1)x)2(b2b1)sin((b1+b2)x)2(b1+b2)+C(for |b1||b2|)
  • sinnaxdx=sinn1axcosaxna+n1nsinn2axdx(for n>0)
  • dxsinax=1aln|cscax+cotax|+C
  • dxsinnax=cosaxa(1n)sinn1ax+n2n1dxsinn2ax(for n>1)
  • xnsinaxdx=xnacosax+naxn1cosaxdx=k=02kn(1)k+1xn2ka1+2kn!(n2k)!cosax+k=02k+1n(1)kxn12ka2+2kn!(n2k1)!sinax=k=0nxnka1+kn!(nk)!cos(ax+kπ2)(for n>0)
  • sinaxxdx=n=0(1)n(ax)2n+1(2n+1)(2n+1)!+C
  • sinaxxndx=sinax(n1)xn1+an1cosaxxn1dx
  • sin(ax2+bx+c)dx={aπ2cos(b24ac4a)S(2ax+b2aπ)+aπ2sin(b24ac4a)C(2ax+b2aπ)tob24ac>0aπ2cos(b24ac4a)S(2ax+b2aπ)aπ2sin(b24ac4a)C(2ax+b2aπ)tob24ac<0fora=0,a>0
  • dx1±sinax=1atan(ax2π4)+C
  • xdx1+sinax=xatan(ax2π4)+2a2ln|cos(ax2π4)|+C
  • xdx1sinax=xacot(π4ax2)+2a2ln|sin(π4ax2)|+C
  • sinaxdx1±sinax=±x+1atan(π4ax2)+C

Ολοκληρωτέα που περιλαμβάνουν μόνο συνημίτονο

  • cosaxdx=1asinax+C
  • cos2axdx=x2+14asin2ax+C=x2+12asinaxcosax+C
  • cosnaxdx=cosn1axsinaxna+n1ncosn2axdx(for n>0)
  • xcosaxdx=cosaxa2+xsinaxa+C
  • x2cos2axdx=x36+(x24a18a3)sin2ax+x4a2cos2ax+C
  • xncosaxdx=xnsinaxanaxn1sinaxdx=k=02k+1n(1)kxn2k1a2+2kn!(n2k1)!cosax+k=02kn(1)kxn2ka1+2kn!(n2k)!sinax=k=0n(1)k/2xnka1+kn!(nk)!cos(ax(1)k+12π2)=k=0nxnka1+kn!(nk)!sin(ax+kπ2)(for n>0)
  • cosaxxdx=ln|ax|+k=1(1)k(ax)2k2k(2k)!+C
  • cosaxxndx=cosax(n1)xn1an1sinaxxn1dx(for n1)
  • dxcosax=1aln|tan(ax2+π4)|+C
  • dxcosnax=sinaxa(n1)cosn1ax+n2n1dxcosn2ax(for n>1)
  • dx1+cosax=1atanax2+C
  • dx1cosax=1acotax2+C
  • xdx1+cosax=xatanax2+2a2ln|cosax2|+C
  • xdx1cosax=xacotax2+2a2ln|sinax2|+C
  • cosaxdx1+cosax=x1atanax2+C
  • cosaxdx1cosax=x1acotax2+C
  • (cosa1x)(cosa2x)dx=sin((a2a1)x)2(a2a1)+sin((a2+a1)x)2(a2+a1)+C(for |a1||a2|)

Ολοκληρωτέα που περιλαμβάνει μόνο εφαπτομένη

  • tanaxdx=1aln|cosax|+C=1aln|secax|+C
  • tan2xdx=tanxx+C
  • tannaxdx=1a(n1)tann1axtann2axdx(for n1)
  • dxqtanax+p=1p2+q2(px+qaln|qsinax+pcosax|)+C(for p2+q20)
  • dxtanax±1=±x2+12aln|sinax±cosax|+C
  • tanaxdxtanax±1=x212aln|sinax±cosax|+C

Ολοκληρωτέα που περιλαμβάνει μόνο τέμνουσα

  • secaxdx=1aln|secax+tanax|+C=1aln|tan(ax2+π4)|+C=1aartanh(sinax)+C
  • sec2xdx=tanx+C
  • sec3xdx=12secxtanx+12ln|secx+tanx|+C.
  • secnaxdx=secn2axtanaxa(n1)+n2n1secn2axdx (for n1)
  • dxsecx+1=xtanx2+C
  • dxsecx1=xcotx2+C
  • sinxcosx=tanx

Ολοκληρωτέα που περιλαμβάνει ημίτονο και συνημίτονο

Ένα ολοκλήρωμα που είναι ρητή συνάρτηση του ημιτόνου και του συνημιτόνου μπορεί να αξιολογηθεί χρησιμοποιώντας τους κανόνες του Βιοσέ.

  • dxcosax±sinax=1a2ln|tan(ax2±π8)|+C
  • dx(cosax±sinax)2=12atan(axπ4)+C
  • dx(cosx+sinx)n=12(n1)(sinxcosx(cosx+sinx)n1+(n2)dx(cosx+sinx)n2)
  • cosaxdxcosax+sinax=x2+12aln|sinax+cosax|+C
  • cosaxdxcosaxsinax=x212aln|sinaxcosax|+C
  • sinaxdxcosax+sinax=x212aln|sinax+cosax|+C
  • sinaxdxcosaxsinax=x212aln|sinaxcosax|+C
  • cosaxdx(sinax)(1+cosax)=14atan2ax2+12aln|tanax2|+C
  • cosaxdx(sinax)(1cosax)=14acot2ax212aln|tanax2|+C
  • sinaxdx(cosax)(1+sinax)=14acot2(ax2+π4)+12aln|tan(ax2+π4)|+C
  • sinaxdx(cosax)(1sinax)=14atan2(ax2+π4)12aln|tan(ax2+π4)|+C
  • (sinax)(cosax)dx=12asin2ax+C
  • (sina1x)(cosa2x)dx=cos((a1a2)x)2(a1a2)cos((a1+a2)x)2(a1+a2)+C(for |a1||a2|)
  • (sinnax)(cosax)dx=1a(n+1)sinn+1ax+C(for n1)
  • (sinax)(cosnax)dx=1a(n+1)cosn+1ax+C(for n1)
  • (sinnax)(cosmax)dx=(sinn1ax)(cosm+1ax)a(n+m)+n1n+m(sinn2ax)(cosmax)dx(for m,n>0)=(sinn+1ax)(cosm1ax)a(n+m)+m1n+m(sinnax)(cosm2ax)dx(for m,n>0)
  • dx(sinax)(cosax)=1aln|tanax|+C
  • dx(sinax)(cosnax)=1a(n1)cosn1ax+dx(sinax)(cosn2ax)(for n1)
  • dx(sinnax)(cosax)=1a(n1)sinn1ax+dx(sinn2ax)(cosax)(for n1)
  • sinaxdxcosnax=1a(n1)cosn1ax+C(for n1)
  • sin2axdxcosax=1asinax+1aln|tan(π4+ax2)|+C
  • sin2axdxcosnax=sinaxa(n1)cosn1ax1n1dxcosn2ax(for n1)
  • sin2x1+cos2xdx=2arctangant(tanx2)x(for x in]π2;+π2[)=2arctangant(tanx2)arctangant(tanx)(this time x being any real number )
  • sinnaxdxcosax=sinn1axa(n1)+sinn2axdxcosax(for n1)
  • sinnaxdxcosmax={sinn+1axa(m1)cosm1axnm+2m1sinnaxdxcosm2ax(for m1)sinn1axa(m1)cosm1axn1m1sinn2axdxcosm2ax(for m1)sinn1axa(nm)cosm1ax+n1nmsinn2axdxcosmax(for mn)
  • cosaxdxsinnax=1a(n1)sinn1ax+C(for n1)
  • cos2axdxsinax=1a(cosax+ln|tanax2|)+C
  • cos2axdxsinnax=1n1(cosaxasinn1ax+dxsinn2ax)(for n1)
  • cosnaxdxsinmax={cosn+1axa(m1)sinm1axnm+2m1cosnaxdxsinm2ax(for n1)cosn1axa(m1)sinm1axn1m1cosn2axdxsinm2ax(for m1)cosn1axa(nm)sinm1ax+n1nmcosn2axdxsinmax(for mn)

Ολοκληρωτέα που περιλαμβάνει ημίτονο και εφαπτομένη

  • (sinax)(tanax)dx=1a(ln|secax+tanax|sinax)+C
  • tannaxdxsin2ax=1a(n1)tann1(ax)+C(for n1)

Ολοκληρωτέα που περιλαμβάνει και συνημίτονο και εφαπτομένη

  • tannaxdxcos2ax=1a(n+1)tann+1ax+C(for n1)

Ολοκληρωτέα που περιλαμβάνει και ημίτονο και συνεφαπτομένη

  • cotnaxdxsin2ax=1a(n+1)cotn+1ax+C(for n1)

Ολοκληρωτέα που περιλαμβάνει και συνημίτονο και συνεφαπτομένη

  • cotnaxdxcos2ax=1a(1n)tan1nax+C(for n1)

Ολοκληρωτέα που περιλαμβάνει και τέμνουσα και εφαπτομένη

  • (secx)(tanx)dx=secx+C

Ολοκληρωτέα που περιλαμβάνει και συντεμνούσα και συνεφαπτομένη

  • (cscx)(cotx)dx=cscx+C

Ολοκληρώματα τρίμηνης περιόδου

Χρησιμοποιώντας τη συνάρτηση βήτα B(a,b) μπορούμε να γράψουμε

  • 0π2sinnxdx=0π2cosnxdx=12B(n+12,12)={n1nn3n23412π2,if n is evenn1nn3n24523,if n is odd and more than 11,if n=1

Χρησιμοποιώντας τις τροποποιημένες συναρτήσεις Στρουβ Lα(x) και τις τροποποιημένες συναρτήσεις Μπέσελ Iα(x) μπορούμε να γράψουμε

  • 0π2exp(ksin(x))dx=π2(I0(k)+L0(k))

Ολοκληρώματα με συμμετρικά όρια

  • ccsinxdx=0
  • cccosxdx=20ccosxdx=2c0cosxdx=2sinc
  • cctanxdx=0
  • a2a2x2cos2nπxadx=a3(n2π26)24n2π2(for n=1,3,5...)
  • a2a2x2sin2nπxadx=a3(n2π26(1)n)24n2π2=a324(16(1)nn2π2)(for n=1,2,3,...)

Ολοκλήρωμα πάνω από έναν πλήρη κύκλο

  • 02πsin2m+1xcosnxdx=0n,m
  • 02πsinmxcos2n+1xdx=0n,m

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

Δείτε επίσης

Βιβλιογραφία

Παραπομπές

Πρότυπο:Reflist

Πηγές

Πρότυπο:Κατάλογοι ολοκληρωμάτων Πρότυπο:Portal bar Πρότυπο:Authority control