与えられた積分の問題を解きます。問題は$\int \cos(5x-4) \sin(2x+3) dx$を計算することです。

解析学積分三角関数積和の公式
2025/7/21

1. 問題の内容

与えられた積分の問題を解きます。問題はcos(5x4)sin(2x+3)dx\int \cos(5x-4) \sin(2x+3) dxを計算することです。

2. 解き方の手順

まず、三角関数の積和の公式を使います。
sinAcosB=12[sin(A+B)+sin(AB)]\sin A \cos B = \frac{1}{2} [\sin(A+B) + \sin(A-B)]
ここで、A=2x+3A = 2x+3B=5x4B = 5x-4 とします。すると、
sin(2x+3)cos(5x4)=12[sin((2x+3)+(5x4))+sin((2x+3)(5x4))]\sin(2x+3) \cos(5x-4) = \frac{1}{2} [\sin((2x+3)+(5x-4)) + \sin((2x+3)-(5x-4))]
sin(2x+3)cos(5x4)=12[sin(7x1)+sin(3x+7)]\sin(2x+3) \cos(5x-4) = \frac{1}{2} [\sin(7x-1) + \sin(-3x+7)]
したがって、積分は次のようになります。
cos(5x4)sin(2x+3)dx=12[sin(7x1)+sin(3x+7)]dx\int \cos(5x-4) \sin(2x+3) dx = \int \frac{1}{2} [\sin(7x-1) + \sin(-3x+7)] dx
=12[sin(7x1)+sin(3x+7)]dx= \frac{1}{2} \int [\sin(7x-1) + \sin(-3x+7)] dx
=12sin(7x1)dx+12sin(3x+7)dx= \frac{1}{2} \int \sin(7x-1) dx + \frac{1}{2} \int \sin(-3x+7) dx
それぞれの積分を計算します。
sin(7x1)dx=17cos(7x1)+C1\int \sin(7x-1) dx = -\frac{1}{7} \cos(7x-1) + C_1
sin(3x+7)dx=13cos(3x+7)+C2\int \sin(-3x+7) dx = \frac{1}{3} \cos(-3x+7) + C_2
したがって、
12sin(7x1)dx+12sin(3x+7)dx=12(17cos(7x1))+12(13cos(3x+7))+C\frac{1}{2} \int \sin(7x-1) dx + \frac{1}{2} \int \sin(-3x+7) dx = \frac{1}{2} (-\frac{1}{7} \cos(7x-1)) + \frac{1}{2} (\frac{1}{3} \cos(-3x+7)) + C
=114cos(7x1)+16cos(3x+7)+C= -\frac{1}{14} \cos(7x-1) + \frac{1}{6} \cos(-3x+7) + C
=114cos(7x1)+16cos(73x)+C= -\frac{1}{14} \cos(7x-1) + \frac{1}{6} \cos(7-3x) + C

3. 最終的な答え

114cos(7x1)+16cos(73x)+C-\frac{1}{14} \cos(7x-1) + \frac{1}{6} \cos(7-3x) + C

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