Интеграл x^2*cos(4*x)*dx d{x}

1. Используем интегрирование по частям:

   $\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$

   пусть $u{\left(x \right)} = x^{2}$ и пусть $\operatorname{dv}{\left(x \right)} = \cos{\left(4 x \right)}$.

   Затем $\operatorname{du}{\left(x \right)} = 2 x$.

   Чтобы найти $v{\left(x \right)}$:

   1. пусть $u = 4 x$.

      Тогда пусть $du = 4 dx$ и подставим $\frac{du}{4}$:

      $\int \frac{\cos{\left(u \right)}}{16}\, du$

      1. Интеграл от произведения функции на константу есть эта константа на интеграл от данной функции:

         $\int \frac{\cos{\left(u \right)}}{4}\, du = \frac{\int \cos{\left(u \right)}\, du}{4}$

         1. Интеграл от косинуса есть синус:

            $\int \cos{\left(u \right)}\, du = \sin{\left(u \right)}$

         Таким образом, результат будет: $\frac{\sin{\left(u \right)}}{4}$

      Если сейчас заменить $u$ ещё в:

      $\frac{\sin{\left(4 x \right)}}{4}$

   Теперь решаем под-интеграл.

2. Используем интегрирование по частям:

   $\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$

   пусть $u{\left(x \right)} = \frac{x}{2}$ и пусть $\operatorname{dv}{\left(x \right)} = \sin{\left(4 x \right)}$.

   Затем $\operatorname{du}{\left(x \right)} = \frac{1}{2}$.

   Чтобы найти $v{\left(x \right)}$:

   1. пусть $u = 4 x$.

      Тогда пусть $du = 4 dx$ и подставим $\frac{du}{4}$:

      $\int \frac{\sin{\left(u \right)}}{16}\, du$

      1. Интеграл от произведения функции на константу есть эта константа на интеграл от данной функции:

         $\int \frac{\sin{\left(u \right)}}{4}\, du = \frac{\int \sin{\left(u \right)}\, du}{4}$

         1. Интеграл от синуса есть минус косинус:

            $\int \sin{\left(u \right)}\, du = - \cos{\left(u \right)}$

         Таким образом, результат будет: $- \frac{\cos{\left(u \right)}}{4}$

      Если сейчас заменить $u$ ещё в:

      $- \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{4}$

   Теперь решаем под-интеграл.

3. Интеграл от произведения функции на константу есть эта константа на интеграл от данной функции:

   $\int \left(- \frac{\cos{\left(4 x \right)}}{8}\right)\, dx = - \frac{\int \cos{\left(4 x \right)}\, dx}{8}$

   1. пусть $u = 4 x$.

      Тогда пусть $du = 4 dx$ и подставим $\frac{du}{4}$:

      $\int \frac{\cos{\left(u \right)}}{16}\, du$

      1. Интеграл от произведения функции на константу есть эта константа на интеграл от данной функции:

         $\int \frac{\cos{\left(u \right)}}{4}\, du = \frac{\int \cos{\left(u \right)}\, du}{4}$

         1. Интеграл от косинуса есть синус:

            $\int \cos{\left(u \right)}\, du = \sin{\left(u \right)}$

         Таким образом, результат будет: $\frac{\sin{\left(u \right)}}{4}$

      Если сейчас заменить $u$ ещё в:

      $\frac{\sin{\left(4 x \right)}}{4}$

   Таким образом, результат будет: $- \frac{\sin{\left(4 x \right)}}{32}$

4. Добавляем постоянную интегрирования:

   $\frac{x^{2} \sin{\left(4 x \right)}}{4} + \frac{x \cos{\left(4 x \right)}}{8} - \frac{\sin{\left(4 x \right)}}{32}+ \mathrm{constant}$

Ответ:

$\frac{x^{2} \sin{\left(4 x \right)}}{4} + \frac{x \cos{\left(4 x \right)}}{8} - \frac{\sin{\left(4 x \right)}}{32}+ \mathrm{constant}$