We read your photo as:

Using integration by parts, evaluate the integral integral01/2 theta (3) dtheta.

Mathematics

ScanSolve AI Answer

Answer

−19π2-\frac{1}{9\pi^2}

Step-by-step solution

7 steps

لحل هذا التكامل، سنستخدم التكامل بالتجزئة (Integration by Parts)، والذي ينص على أن ∫u dv=uv−∫v du\int u \, dv = uv - \int v \, du.

  1. تحديد uu و dvdv.

    نختار u=θu = \theta و dv=sin⁡(3πθ) dθdv = \sin(3\pi\theta) \, d\theta.

  2. حساب dudu و vv.

    من u=θu = \theta، نحصل على du=dθdu = d\theta.
    لإيجاد vv، نكامل dvdv:

    v=∫sin⁡(3πθ) dθv = \int \sin(3\pi\theta) \, d\theta

    باستخدام التعويض w=3πθw = 3\pi\theta, فإن dw=3π dθdw = 3\pi \, d\theta, أي dθ=13π dwd\theta = \frac{1}{3\pi} \, dw.

    v=∫sin⁡(w)13π dw=13π(−cos⁡(w))=−13πcos⁡(3πθ)v = \int \sin(w) \frac{1}{3\pi} \, dw = \frac{1}{3\pi} (-\cos(w)) = -\frac{1}{3\pi} \cos(3\pi\theta)
  3. تطبيق صيغة التكامل بالتجزئة.

    ∫θsin⁡(3πθ) dθ=θ(−13πcos⁡(3πθ))−∫(−13πcos⁡(3πθ)) dθ\int \theta \sin(3\pi\theta) \, d\theta = \theta \left(-\frac{1}{3\pi} \cos(3\pi\theta)\right) - \int \left(-\frac{1}{3\pi} \cos(3\pi\theta)\right) \, d\theta =−θ3πcos⁡(3πθ)+13π∫cos⁡(3πθ) dθ= -\frac{\theta}{3\pi} \cos(3\pi\theta) + \frac{1}{3\pi} \int \cos(3\pi\theta) \, d\theta
  4. حساب التكامل المتبقي.

    نكامل ∫cos⁡(3πθ) dθ\int \cos(3\pi\theta) \, d\theta. باستخدام نفس التعويض w=3πθw = 3\pi\theta:

    ∫cos⁡(3πθ) dθ=13πsin⁡(3πθ)\int \cos(3\pi\theta) \, d\theta = \frac{1}{3\pi} \sin(3\pi\theta)
  5. دمج النتائج.

    نعوض نتيجة التكامل المتبقي في المعادلة من الخطوة 3:

    ∫θsin⁡(3πθ) dθ=−θ3πcos⁡(3πθ)+13π(13πsin⁡(3πθ))\int \theta \sin(3\pi\theta) \, d\theta = -\frac{\theta}{3\pi} \cos(3\pi\theta) + \frac{1}{3\pi} \left(\frac{1}{3\pi} \sin(3\pi\theta)\right) =−θ3πcos⁡(3πθ)+19π2sin⁡(3πθ)= -\frac{\theta}{3\pi} \cos(3\pi\theta) + \frac{1}{9\pi^2} \sin(3\pi\theta)
  6. تقييم التكامل المحدد من 0 إلى 1/21/2.

    [−θ3πcos⁡(3πθ)+19π2sin⁡(3πθ)]01/2\left[ -\frac{\theta}{3\pi} \cos(3\pi\theta) + \frac{1}{9\pi^2} \sin(3\pi\theta) \right]_{0}^{1/2}

    نحسب القيمة عند الحد الأعلى θ=1/2\theta = 1/2:

    −1/23πcos⁡(3π⋅12)+19π2sin⁡(3π⋅12)-\frac{1/2}{3\pi} \cos\left(3\pi \cdot \frac{1}{2}\right) + \frac{1}{9\pi^2} \sin\left(3\pi \cdot \frac{1}{2}\right) =−16πcos⁡(3π2)+19π2sin⁡(3π2)= -\frac{1}{6\pi} \cos\left(\frac{3\pi}{2}\right) + \frac{1}{9\pi^2} \sin\left(\frac{3\pi}{2}\right)

    بما أن cos⁡(3π/2)=0\cos(3\pi/2) = 0 و sin⁡(3π/2)=−1\sin(3\pi/2) = -1:

    =−16π(0)+19π2(−1)=0−19π2=−19π2= -\frac{1}{6\pi} (0) + \frac{1}{9\pi^2} (-1) = 0 - \frac{1}{9\pi^2} = -\frac{1}{9\pi^2}

    نحسب القيمة عند الحد الأدنى θ=0\theta = 0:

    −03πcos⁡(3π⋅0)+19π2sin⁡(3π⋅0)-\frac{0}{3\pi} \cos(3\pi \cdot 0) + \frac{1}{9\pi^2} \sin(3\pi \cdot 0) =0⋅cos⁡(0)+19π2sin⁡(0)= 0 \cdot \cos(0) + \frac{1}{9\pi^2} \sin(0)

    بما أن cos⁡(0)=1\cos(0) = 1 و sin⁡(0)=0\sin(0) = 0:

    =0⋅1+19π2⋅0=0+0=0= 0 \cdot 1 + \frac{1}{9\pi^2} \cdot 0 = 0 + 0 = 0
  7. طرح القيمة عند الحد الأدنى من القيمة عند الحد الأعلى.

    (−19π2)−(0)=−19π2\left(-\frac{1}{9\pi^2}\right) - (0) = -\frac{1}{9\pi^2}

    الجواب النهائي هو:

    −19π2-\frac{1}{9\pi^2}
Was this helpful?

Try one yourself

A new problem that tests the same skill.

Still stuck on this one?

Ask a follow-up, and the answer starts from this question.

Got a different question?Ask your own question