$\int \sin 4\theta d\theta$ を計算する問題です。

解析学積分三角関数置換積分
2025/4/14

1. 問題の内容

sin4θdθ\int \sin 4\theta d\theta を計算する問題です。

2. 解き方の手順

sin4θ\sin 4\theta を積分するために、置換積分を利用します。
u=4θu = 4\theta と置くと、du=4dθdu = 4 d\theta となります。したがって、dθ=14dud\theta = \frac{1}{4} du となります。
積分は次のようになります。
sin4θdθ=sinu14du=14sinudu\int \sin 4\theta d\theta = \int \sin u \frac{1}{4} du = \frac{1}{4} \int \sin u du
sinu\sin u の積分は cosu-\cos u なので、
14sinudu=14(cosu)+C=14cosu+C\frac{1}{4} \int \sin u du = \frac{1}{4} (-\cos u) + C = -\frac{1}{4} \cos u + C
最後に、u=4θu = 4\theta を代入すると、
14cosu+C=14cos4θ+C-\frac{1}{4} \cos u + C = -\frac{1}{4} \cos 4\theta + C

3. 最終的な答え

14cos4θ+C-\frac{1}{4} \cos 4\theta + C

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