\( \cos^2 x \) 的积分

使用三角恒等式的分步推导、公式与参考资料

推导与计算

求积分:

\[ \int \cos^2 x \, dx \]

使用三角恒等式 \( \cos^2 x = \dfrac{1}{2}(1 + \cos(2x)) \) 来改写积分:

\[ \int \cos^2 x \, dx = \dfrac{1}{2} \int (1 + \cos(2x)) \, dx \]

使用积分的和法则 \( \displaystyle \int (f(x) + g(x)) \, dx = \int f(x) \, dx + \int g(x) \, dx \) 来改写表达式:

\[ \int \cos^2 x \, dx = \dfrac{1}{2} \left( \int 1 \, dx + \int \cos(2x) \, dx \right) \]

利用标准积分 \( \displaystyle \int 1 \, dx = x \) 和 \( \displaystyle \int \cos(2x) \, dx = \dfrac{1}{2} \sin(2x) \) 进行计算:

\[ = \dfrac{1}{2} \left( x + \dfrac{1}{2} \sin(2x) \right) + c \]

其中 \( c \) 为积分常数。

展开 \( \dfrac{1}{2} \) 后,最终结果为:

\( \cos^2 x \) 的积分公式: \[ \int \cos^2 x \, dx = \dfrac{1}{2} x + \dfrac{1}{4} \sin(2x) + c \]

更多参考资料与链接

  1. University Calculus - Early Transcendentals - Joel Hass, Maurice D. Weir, George B. Thomas, Jr., Christopher Heil - ISBN-13: 978-0134995540
  2. Calculus - Gilbert Strang - MIT - ISBN-13: 978-0961408824
  3. Calculus - Early Transcendentals - James Stewart - ISBN-13: 978-0-495-01166-8