$\int \cos^3 x \sin x \, dx$ を計算する問題です。

解析学積分置換積分三角関数
2025/5/18

1. 問題の内容

cos3xsinxdx\int \cos^3 x \sin x \, dx を計算する問題です。

2. 解き方の手順

この積分は、置換積分を用いて解くことができます。
u=cosxu = \cos x とおくと、du=sinxdxdu = -\sin x \, dx となります。
したがって、積分は
cos3xsinxdx=u3(du)=u3du\int \cos^3 x \sin x \, dx = \int u^3 (-du) = -\int u^3 \, du
と書き換えることができます。
u3du=u44+C\int u^3 \, du = \frac{u^4}{4} + C
なので、
u3du=u44+C-\int u^3 \, du = -\frac{u^4}{4} + C
最後に、u=cosxu = \cos x を代入すると、
u44+C=cos4x4+C-\frac{u^4}{4} + C = -\frac{\cos^4 x}{4} + C
となります。

3. 最終的な答え

cos4x4+C-\frac{\cos^4 x}{4} + C

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