要计算 ( cos3(x) ) 在区间 ( [0, pi] ) 上的积分,我们可以使用积分的基本公式和三角恒等式。
我们知道 ( cos3(x) ) 可以表示为 ( cos(x) cdot cos2(x) )。由于 ( cos2(x) = 1 sin2(x) ),我们可以将 ( cos3(x) ) 重写为:
[ cos3(x) = cos(x) cdot (1 sin2(x)) ]
现在,我们可以对 ( cos3(x) ) 在 ( [0, pi] ) 上进行积分:
[ int_0pi cos3(x) , dx = int_0pi cos(x) cdot (1 sin2(x)) , dx ]
这个积分可以分解为两个更简单的积分:
[ int_0pi cos(x) , dx int_0pi cos(x) sin2(x) , dx ]
第一个积分是基本的三角函数积分,其结果为:
[ int_0pi cos(x) , dx = sin(x) bigg_0pi = sin(pi) sin(0) = 0 0 = 0 ]
对于第二个积分,我们可以使用换元法。设 ( u = sin(x) ),则 ( du = cos(x) , dx )。当 ( x = 0 ) 时,( u = sin(0) = 0 );当 ( x = pi ) 时,( u = sin(pi) = 0 )。因此,第二个积分变为:
[ int_0pi cos(x) sin2(x) , dx = int_00 u2 , du = 0 ]
所以,两个积分的结果相减,我们得到:
[ int_0pi cos3(x) , dx = 0 0 = 0 ]
因此,( cos3(x) ) 在区间 ( [0, pi] ) 上的积分值为 0。