题目
计算:∫sin 5xsin 7xdx.
计算:.
题目解答
答案
$\frac{1}{4}\sin 2x-\frac{1}{24}\sin 12x+C$.
解析
考查要点:本题主要考查三角函数的积分方法,特别是利用积化和差公式将乘积形式的三角函数转换为和差形式,从而简化积分过程。
解题核心思路:
当遇到两个不同频率的正弦函数相乘的积分时,优先考虑使用积化和差公式,将其转化为余弦函数的和差形式。这样可以将原积分拆分为两个简单的余弦函数积分,分别计算后合并即可得到结果。
破题关键点:
- 正确应用积化和差公式:将 $\sin 5x \sin 7x$ 转换为 $\frac{1}{2}[\cos(2x) - \cos(12x)]$。
- 分项积分:将积分拆分为两个余弦函数的积分,分别计算后合并结果。
步骤1:应用积化和差公式
根据公式 $\sin A \sin B = \frac{1}{2}[\cos(A-B) - \cos(A+B)]$,令 $A=5x$,$B=7x$,得:
$\sin 5x \sin 7x = \frac{1}{2}[\cos(2x) - \cos(12x)].$
步骤2:拆分积分
原积分变为:
$\int \sin 5x \sin 7x \, dx = \frac{1}{2} \int \cos 2x \, dx - \frac{1}{2} \int \cos 12x \, dx.$
步骤3:逐项积分
- 计算 $\int \cos 2x \, dx$:
$\int \cos 2x \, dx = \frac{1}{2} \sin 2x + C_1.$ - 计算 $\int \cos 12x \, dx$:
$\int \cos 12x \, dx = \frac{1}{12} \sin 12x + C_2.$
步骤4:合并结果
将两部分代入原积分表达式:
$\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{2} \sin 2x - \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{12} \sin 12x + C = \frac{1}{4} \sin 2x - \frac{1}{24} \sin 12x + C.$