题目
(24 ) int (cos )^3xdx

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查三角函数的积分技巧,特别是利用换元法和三角恒等式简化被积函数的能力。
解题核心思路:
将$\cos^3 x$拆分为$\cos^2 x \cdot \cos x$,利用三角恒等式$\cos^2 x = 1 - \sin^2 x$,再通过换元法(令$u = \sin x$)将积分转化为关于$u$的多项式积分,最后代回原变量即可。
破题关键点:
- 拆分被积函数:将$\cos^3 x$拆分为$\cos^2 x \cdot \cos x$,为换元创造条件。
- 选择合适换元:令$u = \sin x$,则$du = \cos x dx$,将积分变量转换为$u$。
- 简化积分表达式:利用$\cos^2 x = 1 - \sin^2 x$,将积分转化为$\int (1 - u^2) du$。
步骤1:拆分被积函数
将$\cos^3 x$拆分为$\cos^2 x \cdot \cos x$:
$\int \cos^3 x dx = \int \cos^2 x \cdot \cos x dx$
步骤2:换元法
令$u = \sin x$,则$du = \cos x dx$,即$\cos x dx = du$。此时积分变为:
$\int \cos^2 x \cdot \cos x dx = \int \cos^2 x \cdot du$
步骤3:应用三角恒等式
利用$\cos^2 x = 1 - \sin^2 x = 1 - u^2$,代入积分式:
$\int \cos^2 x \cdot du = \int (1 - u^2) du$
步骤4:积分计算
对多项式$1 - u^2$进行积分:
$\int (1 - u^2) du = \int 1 du - \int u^2 du = u - \frac{1}{3}u^3 + C$
步骤5:代回原变量
将$u = \sin x$代回,得到最终结果:
$\sin x - \frac{1}{3}\sin^3 x + C$