積分法(9)三角関数の不定積分~半角・3倍角公式の活用~

こんにちは<Frank>です。

今日で106日目。この単元では三角関数の半角や3倍角の公式、さら
には積を和に直す公式をフル活用します。

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・2倍角の公式
 *\(sin2α=2sinαcosα\)
 *\(cos2α=cos^{2}α-sin^{2}α=2cos^{2}α-1=1-2sin^{2}α\)
 *\(tan2α=\frac{2tanα}{1-tan^{2}α}\)
・半角の公式
 *\(sin^{2}\frac{\theta}{2}=\frac{1-cos\theta}{2}\)
 *\(cos^{2}\frac{\theta}{2}=\frac{1+cos\theta}{2}\)
 *\(tan^{2}\frac{\theta}{2}=\frac{1-cos\theta}{1+cos\theta}\)
・3倍角の公式
 *\(sin3α=3sinα-4sin^{3}α\)
 *\(cos3α=4cos^{3}α-3cosα\)
 *\(tan3α=\frac{3tanα-tan^{3}α}{1-3tan^{2}α}\)

総合演習のつもりで、\(\int sin^{6}xdx\) の不定積分を求めてみます。

\(sin^{6}x = (sin^{3}x)^{2} = \displaystyle\left\{\frac{1}{4}(3sinx – sin3x)\right\}^{2}\\
= \frac{1}{16}(9sin^{2}x – 6sinxsin3x + sin^{2}3x)\\
= \frac{9}{32}(1 – cos2x) + \frac{3}{16}(cos4x – cos2x) + \frac{1}{32}(1 – cos6x)\\
= \frac{10}{32} – \frac{15}{32}cos2x + \frac{6}{32}cos4x – \frac{1}{32}cos6x\)

よって
\(\int sin^{6}xdx = \frac{1}{32}\int(10 – 15cos2x + 6cos4x – cos6x)dx\)
\(= \frac{5}{16}x – \frac{15}{64}sin2x + \frac{3}{64}sin4x – \frac{1}{192}sin6x + C\)(\(C\):積分定数)(答)

いや~ここまで来ると数Ⅲレベルですね。テキストに書いてある通り、
焦らず地道に学習していきます。定着方法を思案中です。

次回は<置換積分>ですね。お楽しみに b^^)

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【高校数学(数ⅠA・数ⅡB・数ⅢC)を復習する】でもっと学習する b^^)
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Frank

Frank

■兵庫県立神戸商科大学・商経学部経済学科卒。総合商社勤務後、国際ビジネスコンサルタントとして独立。北米・中南米・オセアニア・東南アジア・欧州・アフリカ諸国等での駐在、インターナショナル・マイクロエレクトロニクス・アンド・システムズ国際会議での講演、米国および台湾新竹縣シリコンバレーでの表面実装技術テクニカル・アドバイザー、米国直接投資に関わる国際訴訟問題解決のためのアイスブレーカー、レザービジネスでの貿易顧問、木材輸入業での商談等、数多くのグローバルビジネスの経験を積む。■ビジネスコンサルティングに従事する傍ら、国連英検(UNATE)特A級・ビジネス英検(BEST)A級・ボランティア通訳検定(V通検)A級・看護英語試験(TOPEC)満点・日商ビジネス英検1級・観光英検1級・全商英検1級・英単語検定(単検)1級・実用英語技能検定(英検®)1級・通訳案内業国家資格を含む英語資格十冠を達成。イーラーニング講座開講後、ズーム・スカイプレッスンとの相乗効果で英検®1級合格者72名、全国通訳案内士国家試験合格者47名、TOEIC®990満点取得者6名やその他英語資格取得者を多数輩出。■《英会話講師への登龍門》として定着した筆者開講の[実践英語の達人クラス]では、プロの英会話講師や大学教授・講師、塾講師も受講。20名以上の上級英会話講師を育成。■goodbook出版主催の《2008年度出版登龍門》にて短編ラブロマンス小説『離れられなくなっちゃう』がグランプリ(大賞)を受賞、2009年1月商業出版にてデビュー。2012年5月には同じく商業出版にて長編社会派ミステリー小説『謎のルージュ』を出版。現在ペーパー版・Kindle版を合わせ全14作をアマゾンにて好評発売中。■趣味はバイクツーリング。メガツアラーの[Suzuki/GSX-1300R Hayabusa]を駆り、全国の海岸線を周遊。孤高の旅を満喫する。

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