第4章 · 第4-5-11题

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📝 题目

11. $\displaystyle{\int} \sin 3 x \sin 5 x \mathrm{~d} x$ .

💡 答案与解析

[AI解答]

[AI解答]

我们需要计算不定积分: $$ \int \sin 3x \sin 5x \, \mathrm{d}x $$

**步骤1:利用积化和差公式** 由三角恒等式: $$ \sin A \sin B = \frac{1}{2} \left[ \cos(A - B) - \cos(A + B) \right] $$ 令 $A = 3x$,$B = 5x$,则: $$ \sin 3x \sin 5x = \frac{1}{2} \left[ \cos(3x - 5x) - \cos(3x + 5x) \right] = \frac{1}{2} \left[ \cos(-2x) - \cos(8x) \right] $$ 由于 $\cos(-\theta) = \cos\theta$,所以: $$ \sin 3x \sin 5x = \frac{1}{2} \left[ \cos 2x - \cos 8x \right] $$

**步骤2:代入积分** 原积分变为: $$ \int \sin 3x \sin 5x \, \mathrm{d}x = \frac{1}{2} \int (\cos 2x - \cos 8x) \, \mathrm{d}x $$

**步骤3:分别积分** $$ \int \cos 2x \, \mathrm{d}x = \frac{1}{2} \sin 2x + C_1 $$ $$ \int \cos 8x \, \mathrm{d}x = \frac{1}{8} \sin 8x + C_2 $$ 因此: $$ \frac{1}{2} \left( \frac{1}{2} \sin 2x - \frac{1}{8} \sin 8x \right) + C = \frac{1}{4} \sin 2x - \frac{1}{16} \sin 8x + C $$

**最终结果:** $$ \boxed{\displaystyle \frac{1}{4} \sin 2x - \frac{1}{16} \sin 8x + C} $$

难度:★☆☆☆☆