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Encontrar la integral \( \int \cos ^{7} x d x \)

Ask by Howell Martinez. in Mexico
Mar 13,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

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Responder

La integral de \( \cos^{7} x \) es: \[ \frac{1}{7}\cos^{6}(x)\sin(x) + \frac{6}{35}\cos^{4}(x)\sin(x) + \frac{8}{35}\cos^{2}(x)\sin(x) + \frac{16}{35}\sin(x) + C \] Donde \( C \) es una constante.

Solución

Evaluate the integral by following steps: - step0: Evaluate using formulas and rules: \(\int \cos^{7}\left(x\right) dx\) - step1: Evaluate the integral: \(\frac{\cos^{7-1}\left(x\right)\sin\left(x\right)}{7}+\frac{7-1}{7}\times \int \cos^{7-2}\left(x\right) dx\) - step2: Subtract the numbers: \(\frac{\cos^{6}\left(x\right)\sin\left(x\right)}{7}+\frac{7-1}{7}\times \int \cos^{7-2}\left(x\right) dx\) - step3: Subtract the numbers: \(\frac{\cos^{6}\left(x\right)\sin\left(x\right)}{7}+\frac{7-1}{7}\times \int \cos^{5}\left(x\right) dx\) - step4: Subtract the numbers: \(\frac{\cos^{6}\left(x\right)\sin\left(x\right)}{7}+\frac{6}{7}\times \int \cos^{5}\left(x\right) dx\) - step5: Evaluate the integral: \(\frac{\cos^{6}\left(x\right)\sin\left(x\right)}{7}+\frac{6}{7}\left(\frac{1}{5}\cos^{4}\left(x\right)\sin\left(x\right)+\frac{4}{15}\cos^{2}\left(x\right)\sin\left(x\right)+\frac{8}{15}\sin\left(x\right)\right)\) - step6: Simplify the expression: \(\frac{1}{7}\cos^{6}\left(x\right)\sin\left(x\right)+\frac{6}{7}\left(\frac{1}{5}\cos^{4}\left(x\right)\sin\left(x\right)+\frac{4}{15}\cos^{2}\left(x\right)\sin\left(x\right)+\frac{8}{15}\sin\left(x\right)\right)\) - step7: Multiply the terms: \(\frac{1}{7}\cos^{6}\left(x\right)\sin\left(x\right)+\frac{6}{35}\cos^{4}\left(x\right)\sin\left(x\right)+\frac{8}{35}\cos^{2}\left(x\right)\sin\left(x\right)+\frac{16}{35}\sin\left(x\right)\) - step8: Add the constant of integral C: \(\frac{1}{7}\cos^{6}\left(x\right)\sin\left(x\right)+\frac{6}{35}\cos^{4}\left(x\right)\sin\left(x\right)+\frac{8}{35}\cos^{2}\left(x\right)\sin\left(x\right)+\frac{16}{35}\sin\left(x\right) + C, C \in \mathbb{R}\) La integral indefinida de \( \cos^{7} x \) es: \[ \int \cos^{7} x \, dx = \frac{1}{7}\cos^{6}(x)\sin(x) + \frac{6}{35}\cos^{4}(x)\sin(x) + \frac{8}{35}\cos^{2}(x)\sin(x) + \frac{16}{35}\sin(x) + C, \quad C \in \mathbb{R} \] Donde \( C \) es la constante de integración.

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

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Mind Expander

Para resolver la integral \( \int \cos^7 x \, dx \), se puede utilizar la identidad de reducción. Primero, es útil recordar que \( \cos^2 x = 1 - \sin^2 x \). Esto permite escribir la integral en términos de \( \sin x \): \[ \int \cos^7 x \, dx = \int \cos^6 x \cos x \, dx = \int (1 - \sin^2 x)^3 \cos x \, dx \] Esto se puede resolver usando la sustitución \( u = \sin x \), \( du = \cos x \, dx \). Así que la integral se convierte en: \[ \int (1 - u^2)^3 \, du \] Expandiendo: \[ (1 - u^2)^3 = 1 - 3u^2 + 3u^4 - u^6 \] Por lo tanto, la integral se convierte en: \[ \int (1 - 3u^2 + 3u^4 - u^6) \, du = u - u^3 + \frac{3}{5}u^5 - \frac{1}{7}u^7 + C \] Finalmente, reemplazando \( u = \sin x \): \[ \int \cos^7 x \, dx = \sin x - \frac{1}{3}\sin^3 x + \frac{3}{5}\sin^5 x - \frac{1}{7}\sin^7 x + C \]

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