题目
(24)int sin 5xsin 7xdx -

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查积化和差公式的应用以及三角函数积分的基本方法。
解题核心思路:
当遇到两个正弦函数的乘积积分时,直接积分较为复杂。此时需要利用积化和差公式将其转化为两个余弦函数的和或差,从而简化积分过程。关键步骤包括:
- 应用积化和差公式将乘积形式转换为和差形式;
- 拆分积分为两个简单余弦函数的积分;
- 逐项积分并处理系数。
破题关键点:
- 正确应用积化和差公式,注意符号变化;
- 余弦函数的积分规则:$\int \cos(ax) dx = \frac{1}{a} \sin(ax) + C$;
- 系数的准确处理,避免计算错误。
步骤1:应用积化和差公式
根据公式 $\sin \alpha \sin \beta = \dfrac{1}{2} [\cos(\alpha - \beta) - \cos(\alpha + \beta)]$,令 $\alpha = 5x$,$\beta = 7x$,得:
$\sin 5x \sin 7x = \dfrac{1}{2} [\cos(-2x) - \cos(12x)].$
由于 $\cos(-2x) = \cos 2x$,原式可化简为:
$\sin 5x \sin 7x = \dfrac{1}{2} [\cos 2x - \cos 12x].$
步骤2:拆分积分
将原积分拆分为两个余弦函数的积分:
$\int \sin 5x \sin 7x \, dx = \dfrac{1}{2} \int \cos 2x \, dx - \dfrac{1}{2} \int \cos 12x \, dx.$
步骤3:逐项积分
分别计算两个积分:
- 第一项:$\dfrac{1}{2} \int \cos 2x \, dx = \dfrac{1}{2} \cdot \dfrac{1}{2} \sin 2x = \dfrac{1}{4} \sin 2x$;
- 第二项:$-\dfrac{1}{2} \int \cos 12x \, dx = -\dfrac{1}{2} \cdot \dfrac{1}{12} \sin 12x = -\dfrac{1}{24} \sin 12x$。
步骤4:合并结果
将两部分结果合并,并添加常数项 $C$:
$\int \sin 5x \sin 7x \, dx = \dfrac{1}{4} \sin 2x - \dfrac{1}{24} \sin 12x + C.$