Список интегралов от тригонометрических функций

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Integral s.jpg
Списки интегралов
Элементарные функции

Рациональные функции
Иррациональные функции
Тригонометрические функции
Гиперболические функции
Экспоненциальные функции
Логарифмические функции
Обратные тригонометрические функции
Обратные гиперболические функции

Ниже приведён список интегралов (первообразных функций) от тригонометрических функций. В списке везде опущена аддитивная константа интегрирования.

Константа c не равняется нулю.

Интегралы, содержащие только синус[править | править исходный текст]

\int\sin cx\;dx = -\frac{1}{c}\cos cx\,\!
\int\sin^n cx\;dx = -\frac{\sin^{n-1} cx\cos cx}{nc} + \frac{n-1}{n}\int\sin^{n-2} cx\;dx \qquad\mbox{( }n>0\mbox{)}\,\!


\int x\sin cx\;dx = \frac{\sin cx}{c^2}-\frac{x\cos cx}{c}\,\!
\int x^2\sin cx\;dx 
= \frac{2\cos cx}{c^3}
+ \frac{2x\sin cx}{c^2}
- \frac{x^2\cos cx}{c}
\,\!
\int x^3\sin cx\;dx 
=-\frac{6\sin cx}{c^4}
+ \frac{6x\cos cx}{c^3}
+ \frac{3x^2\sin cx}{c^2}
- \frac{x^3\cos cx}{c}
\,\!
\int x^4\sin cx\;dx 
=-\frac{24\cos cx}{c^5}
- \frac{24x\sin cx}{c^4}
+ \frac{12x^2\cos cx}{c^3}
+ \frac{4x^3\sin cx}{c^2}
- \frac{x^4\cos cx}{c}
\,\!
\int x^5\sin cx\;dx 
= \frac{120\sin cx}{c^6}
- \frac{120x\cos cx}{c^5}
- \frac{60x^2\sin cx}{c^4}
+ \frac{20x^3\cos cx}{c^3}
+ \frac{5x^4\sin cx}{c^2}
- \frac{x^5\cos cx}{c}
\,\!

\begin{align}
\int x^n\sin cx\;dx 
& = n! \cdot \sin cx \left[
 \frac{x^{n-1}}{c^2 \cdot (n-1)!}
-\frac{x^{n-3}}{c^4 \cdot (n-3)!}
+\frac{x^{n-5}}{c^6 \cdot (n-5)!} - ...
\right] - \\
& - n! \cdot \cos cx \left[
 \frac{x^n}{c \cdot  n!}
-\frac{x^{n-2}}{c^3 \cdot (n-2)!}
+\frac{x^{n-4}}{c^5 \cdot (n-4)!} - ...
\right]  
\end{align}


\int x^n\sin cx\;dx = -\frac{x^n}{c}\cos cx+\frac{n}{c}\int x^{n-1}\cos cx\;dx \qquad\mbox{( }n>0\mbox{)}\,\!
\int\frac{\sin cx}{x} dx = \sum_{i=0}^\infty (-1)^i\frac{(cx)^{2i+1}}{(2i+1)\cdot (2i+1)!}\,\!
\int\frac{\sin cx}{x^n} dx = -\frac{\sin cx}{(n-1)x^{n-1}} + \frac{c}{n-1}\int\frac{\cos cx}{x^{n-1}} dx\,\!
\int\frac{dx}{\sin cx} = \frac{1}{c}\ln \left|\operatorname{tg}\frac{cx}{2}\right|
\int\frac{dx}{\sin^n cx} = \frac{\cos cx}{c(1-n) \sin^{n-1} cx}+\frac{n-2}{n-1}\int\frac{dx}{\sin^{n-2}cx} \qquad\mbox{( }n>1\mbox{)}\,\!
\int\frac{dx}{1\pm\sin cx} = \frac{1}{c}\operatorname{tg}\left(\frac{cx}{2}\mp\frac{\pi}{4}\right)
\int\frac{x\;dx}{1+\sin cx} = \frac{x}{c}\operatorname{tg}\left(\frac{cx}{2} - \frac{\pi}{4}\right)+\frac{2}{c^2}\ln\left|\cos\left(\frac{cx}{2}-\frac{\pi}{4}\right)\right|
\int\frac{x\;dx}{1-\sin cx} = \frac{x}{c}\operatorname{ctg}\left(\frac{\pi}{4} - \frac{cx}{2}\right)+\frac{2}{c^2}\ln\left|\sin\left(\frac{\pi}{4}-\frac{cx}{2}\right)\right|
\int\frac{\sin cx\;dx}{1\pm\sin cx} = \pm x+\frac{1}{c}\operatorname{tg}\left(\frac{\pi}{4}\mp\frac{cx}{2}\right)
\int\sin c_1x\sin c_2x\;dx = \frac{\sin(c_1-c_2)x}{2(c_1-c_2)}-\frac{\sin(c_1+c_2)x}{2(c_1+c_2)} \qquad\mbox{( }|c_1|\neq|c_2|\mbox{)}\,\!

Интегралы, содержащие только косинус[править | править исходный текст]

\int\cos cx\;dx = \frac{1}{c}\sin cx\,\!


\int\cos^n cx\;dx = \frac{\cos^{n-1} cx\sin cx}{nc} + \frac{n-1}{n}\int\cos^{n-2} cx\;dx \qquad\mbox{( }n>0\mbox{)}\,\!
\int x\cos cx\;dx = \frac{\cos cx}{c^2} + \frac{x\sin cx}{c}\,\!
\int x^n\cos cx\;dx = \frac{x^n\sin cx}{c} - \frac{n}{c}\int x^{n-1}\sin cx\;dx\,\!
\int\frac{\cos cx}{x} dx = \ln|cx|+\sum_{i=1}^\infty (-1)^i\frac{(cx)^{2i}}{2i\cdot(2i)!}\,\!
\int\frac{\cos cx}{x^n} dx = -\frac{\cos cx}{(n-1)x^{n-1}}-\frac{c}{n-1}\int\frac{\sin cx}{x^{n-1}} dx \qquad\mbox{( }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{dx}{\cos cx} = \frac{1}{c}\ln\left|\operatorname{tg}\left(\frac{cx}{2}+\frac{\pi}{4}\right)\right|
\int\frac{dx}{\cos^n cx} = \frac{\sin cx}{c(n-1) cos^{n-1} cx} + \frac{n-2}{n-1}\int\frac{dx}{\cos^{n-2} cx} \qquad\mbox{( }n>1\mbox{)}\,\!
\int\frac{dx}{1+\cos cx} = \frac{1}{c}\operatorname{tg}\frac{cx}{2}\,\!
\int\frac{dx}{1-\cos cx} = -\frac{1}{c}\operatorname{ctg}\frac{cx}{2}\,\!
\int\frac{x\;dx}{1+\cos cx} = \frac{x}{c}\operatorname{tg}\frac{cx}{2} + \frac{2}{c^2}\ln\left|\cos\frac{cx}{2}\right|
\int\frac{x\;dx}{1-\cos cx} = -\frac{x}{c}\operatorname{ctg}\frac{cx}{2}+\frac{2}{c^2}\ln\left|\sin\frac{cx}{2}\right|
\int\frac{\cos cx\;dx}{1+\cos cx} = x - \frac{1}{c}\operatorname{tg}\frac{cx}{2}\,\!
\int\frac{\cos cx\;dx}{1-\cos cx} = -x-\frac{1}{c}\operatorname{ctg}\frac{cx}{2}\,\!
\int\cos c_1x\cos c_2x\;dx = \frac{\sin(c_1-c_2)x}{2(c_1-c_2)}+\frac{\sin(c_1+c_2)x}{2(c_1+c_2)} \qquad\mbox{( }|c_1|\neq|c_2|\mbox{)}\,\!

Интегралы, содержащие только тангенс[править | править исходный текст]

\int\operatorname{tg} cx\;dx = -\frac{1}{c}\ln|\cos cx|\,\!
\int\operatorname{tg}^n cx\;dx = \frac{1}{c(n-1)}\operatorname{tg}^{n-1} cx-\int\operatorname{tg}^{n-2} cx\;dx \qquad\mbox{( }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{dx}{\operatorname{tg} cx + 1} = \frac{x}{2} + \frac{1}{2c}\ln|\sin cx + \cos cx|\,\!
\int\frac{dx}{\operatorname{tg} cx - 1} = -\frac{x}{2} + \frac{1}{2c}\ln|\sin cx - \cos cx|\,\!
\int\frac{\operatorname{tg} cx\;dx}{\operatorname{tg} cx + 1} = \frac{x}{2} - \frac{1}{2c}\ln|\sin cx + \cos cx|\,\!
\int\frac{\operatorname{tg} cx\;dx}{\operatorname{tg} cx - 1} = \frac{x}{2} + \frac{1}{2c}\ln|\sin cx - \cos cx|\,\!

Интегралы, содержащие только секанс[править | править исходный текст]

\int \sec{cx} \, dx = \frac{1}{c}\ln{\left| \sec{cx} + \operatorname{tg}{cx}\right|}
\int \sec^n{cx} \, dx = \frac{\sec^{n-1}{cx} \sin {cx}}{c(n-1)} \,+\, \frac{n-2}{n-1}\int \sec^{n-2}{cx} \, dx \qquad \mbox{ ( }n \ne 1\mbox{)}\,\!
\int \frac{dx}{\sec{x} + 1} = x - \operatorname{tg}{\frac{x}{2}}

Интегралы, содержащие только косеканс[править | править исходный текст]

\int \csc{cx} \, dx = -\frac{1}{c}\ln{\left| \csc{cx} + \operatorname{ctg}{cx}\right|}
\int \csc^n{cx} \, dx = -\frac{\csc^{n-1}{cx} \cos{cx}}{c(n-1)} \,+\, \frac{n-2}{n-1}\int \csc^{n-2}{cx} \, dx \qquad \mbox{ ( }n \ne 1\mbox{)}\,\!

Интегралы, содержащие только котангенс[править | править исходный текст]

\int\operatorname{ctg} cx\;dx = \frac{1}{c}\ln|\sin cx|\,\!
\int\operatorname{ctg}^n cx\;dx = -\frac{1}{c(n-1)}\operatorname{ctg}^{n-1} cx - \int\operatorname{ctg}^{n-2} cx\;dx \qquad\mbox{( }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{dx}{1 + \operatorname{ctg} cx} = \int\frac{\operatorname{tg} cx\;dx}{\operatorname{tg} cx+1}\,\!
\int\frac{dx}{1 - \operatorname{ctg} cx} = \int\frac{\operatorname{tg} cx\;dx}{\operatorname{tg} cx-1}\,\!

Интегралы, содержащие только синус и косинус[править | править исходный текст]

\int\frac{dx}{\cos cx\pm\sin cx} = \frac{1}{c\sqrt{2}}\ln\left|\operatorname{tg}\left(\frac{cx}{2}\pm\frac{\pi}{8}\right)\right|
\int\frac{dx}{(\cos cx\pm\sin cx)^2} = \frac{1}{2c}\operatorname{tg}\left(cx\mp\frac{\pi}{4}\right)
\int\frac{dx}{(\cos x + \sin x)^n} = \frac{1}{n-1}\left(\frac{\sin x - \cos x}{(\cos x + \sin x)^{n - 1}} - 2(n - 2)\int\frac{dx}{(\cos x + \sin x)^{n-2}} \right)
\int\frac{\cos cx\;dx}{\cos cx + \sin cx} = \frac{x}{2} + \frac{1}{2c}\ln\left|\sin cx + \cos cx\right|
\int\frac{\cos cx\;dx}{\cos cx - \sin cx} = \frac{x}{2} - \frac{1}{2c}\ln\left|\sin cx - \cos cx\right|
\int\frac{\sin cx\;dx}{\cos cx + \sin cx} = \frac{x}{2} - \frac{1}{2c}\ln\left|\sin cx + \cos cx\right|
\int\frac{\sin cx\;dx}{\cos cx - \sin cx} = -\frac{x}{2} - \frac{1}{2c}\ln\left|\sin cx - \cos cx\right|
\int\frac{\cos cx\;dx}{\sin cx(1+\cos cx)} = -\frac{1}{4c}\operatorname{tg}^2\frac{cx}{2}+\frac{1}{2c}\ln\left|\operatorname{tg}\frac{cx}{2}\right|
\int\frac{\cos cx\;dx}{\sin cx(1+-\cos cx)} = -\frac{1}{4c}\operatorname{ctg}^2\frac{cx}{2}-\frac{1}{2c}\ln\left|\operatorname{tg}\frac{cx}{2}\right|
\int\frac{\sin cx\;dx}{\cos cx(1+\sin cx)} = \frac{1}{4c}\operatorname{ctg}^2\left(\frac{cx}{2}+\frac{\pi}{4}\right)+\frac{1}{2c}\ln\left|\operatorname{tg}\left(\frac{cx}{2}+\frac{\pi}{4}\right)\right|
\int\frac{\sin cx\;dx}{\cos cx(1-\sin cx)} = \frac{1}{4c}\operatorname{tg}^2\left(\frac{cx}{2}+\frac{\pi}{4}\right)-\frac{1}{2c}\ln\left|\operatorname{tg}\left(\frac{cx}{2}+\frac{\pi}{4}\right)\right|
\int\sin cx\cos cx\;dx = \frac{1}{2c}\sin^2 cx\,\!
\int\sin c_1x\cos c_2x\;dx = -\frac{\cos(c_1+c_2)x}{2(c_1+c_2)}-\frac{\cos(c_1-c_2)x}{2(c_1-c_2)} \qquad\mbox{( }|c_1|\neq|c_2|\mbox{)}\,\!
\int\sin^n cx\cos cx\;dx = \frac{1}{c(n+1)}\sin^{n+1} cx \qquad\mbox{( }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\sin cx\cos^n cx\;dx = -\frac{1}{c(n+1)}\cos^{n+1} cx \qquad\mbox{( }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\sin^n cx\cos^m cx\;dx = -\frac{\sin^{n-1} cx\cos^{m+1} cx}{c(n+m)}+\frac{n-1}{n+m}\int\sin^{n-2} cx\cos^m cx\;dx  \qquad\mbox{( }m,n>0\mbox{)}\,\!
\int\sin^n cx\cos^m cx\;dx = \frac{\sin^{n+1} cx\cos^{m-1} cx}{c(n+m)} + \frac{m-1}{n+m}\int\sin^n cx\cos^{m-2} cx\;dx \qquad\mbox{( }m,n>0\mbox{)}\,\!
\int\frac{dx}{\sin cx\cos cx} = \frac{1}{c}\ln\left|\operatorname{tg} cx\right|
\int\frac{dx}{\sin cx\cos^n cx} = \frac{1}{c(n-1)\cos^{n-1} cx}+\int\frac{dx}{\sin cx\cos^{n-2} cx} \qquad\mbox{( }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{dx}{\sin^n cx\cos cx} = -\frac{1}{c(n-1)\sin^{n-1} cx}+\int\frac{dx}{\sin^{n-2} cx\cos cx} \qquad\mbox{( }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{\sin cx\;dx}{\cos^n cx} = \frac{1}{c(n-1)\cos^{n-1} cx} \qquad\mbox{( }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{\sin^2 cx\;dx}{\cos cx} = -\frac{1}{c}\sin cx+\frac{1}{c}\ln\left|\operatorname{tg}\left(\frac{\pi}{4}+\frac{cx}{2}\right)\right|
\int\frac{\sin^2 cx\;dx}{\cos^n cx} = \frac{\sin cx}{c(n-1)\cos^{n-1}cx}-\frac{1}{n-1}\int\frac{dx}{\cos^{n-2}cx} \qquad\mbox{( }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{\sin^n cx\;dx}{\cos cx} = -\frac{\sin^{n-1} cx}{c(n-1)} + \int\frac{\sin^{n-2} cx\;dx}{\cos cx} \qquad\mbox{( }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{\sin^n cx\;dx}{\cos^m cx} = \frac{\sin^{n+1} cx}{c(m-1)\cos^{m-1} cx}-\frac{n-m+2}{m-1}\int\frac{\sin^n cx\;dx}{\cos^{m-2} cx} \qquad\mbox{( }m\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{\sin^n cx\;dx}{\cos^m cx} = -\frac{\sin^{n-1} cx}{c(n-m)\cos^{m-1} cx}+\frac{n-1}{n-m}\int\frac{\sin^{n-2} cx\;dx}{\cos^m cx} \qquad\mbox{( }m\neq n\mbox{)}\,\!
\int\frac{\sin^n cx\;dx}{\cos^m cx} = \frac{\sin^{n-1} cx}{c(m-1)\cos^{m-1} cx}-\frac{n-1}{m-1}\int\frac{\sin^{n-1} cx\;dx}{\cos^{m-2} cx} \qquad\mbox{( }m\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{\cos cx\;dx}{\sin^n cx} = -\frac{1}{c(n-1)\sin^{n-1} cx} \qquad\mbox{( }n\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{\cos^2 cx\;dx}{\sin cx} = \frac{1}{c}\left(\cos cx+\ln\left|\operatorname{tg}\frac{cx}{2}\right|\right)
\int\frac{\cos^2 cx\;dx}{\sin^n cx} = -\frac{1}{n-1}\left(\frac{\cos cx}{c\sin^{n-1} cx)}+\int\frac{dx}{\sin^{n-2} cx}\right) \qquad\mbox{( }n\neq 1\mbox{)}
\int\frac{\cos^n cx\;dx}{\sin^m cx} = -\frac{\cos^{n+1} cx}{c(m-1)\sin^{m-1} cx} - \frac{n-m-2}{m-1}\int\frac{cos^n cx\;dx}{\sin^{m-2} cx} \qquad\mbox{( }m\neq 1\mbox{)}\,\!
\int\frac{\cos^n cx\;dx}{\sin^m cx} = \frac{\cos^{n-1} cx}{c(n-m)\sin^{m-1} cx} + \frac{n-1}{n-m}\int\frac{cos^{n-2} cx\;dx}{\sin^m cx} \qquad\mbox{( }m\neq n\mbox{)}\,\!
\int\frac{\cos^n cx\;dx}{\sin^m cx} = -\frac{\cos^{n-1} cx}{c(m-1)\sin^{m-1} cx} - \frac{n-1}{m-1}\int\frac{cos^{n-2} cx\;dx}{\sin^{m-2} cx} \qquad\mbox{( }m\neq 1\mbox{)}\,\!

Интегралы, содержащие только синус и тангенс[править | править исходный текст]

\int \sin cx \operatorname{tg} cx\;dx = \frac{1}{c}(\ln|\sec cx + \operatorname{tg} cx| - \sin cx)\,\!
\int\frac{\operatorname{tg}^n cx\;dx}{\sin^2 cx} = \frac{1}{c(n-1)}\operatorname{tg}^{n-1} (cx) \qquad\mbox{( }n\neq 1\mbox{)}\,\!

Интегралы, содержащие только косинус и тангенс[править | править исходный текст]

\int\frac{\operatorname{tg}^n cx\;dx}{\cos^2 cx} = \frac{1}{c(n+1)}\operatorname{tg}^{n+1} cx \qquad\mbox{( }n\neq -1\mbox{)}\,\!

Интегралы, содержащие только синус и котангенс[править | править исходный текст]

\int\frac{\operatorname{ctg}^n cx\;dx}{\sin^2 cx} = \frac{1}{c(n+1)}\operatorname{ctg}^{n+1} cx  \qquad\mbox{( }n\neq -1\mbox{)}\,\!

Интегралы, содержащие только косинус и котангенс[править | править исходный текст]

\int\frac{\operatorname{ctg}^n cx\;dx}{\cos^2 cx} = \frac{1}{c(1-n)}\operatorname{tg}^{1-n} cx \qquad\mbox{( }n\neq 1\mbox{)}\,\!

Интегралы, содержащие только тангенс и котангенс[править | править исходный текст]

\int \frac{\operatorname{tg}^m(cx)}{\operatorname{ctg}^n(cx)}\;dx = \frac{1}{c(m+n-1)}\operatorname{tg}^{m+n-1}(cx) - \int \frac{\operatorname{tg}^{m-2}(cx)}{\operatorname{ctg}^n(cx)}\;dx\qquad\mbox{( }m + n \neq 1\mbox{)}\,\!

Библиография[править | править исходный текст]

Книги
Таблицы интегралов
Вычисление интегралов