Чтобы найти первообразную функции ( f(x) = 2\sin{x} + x^2 ), нужно найти такую функцию ( F(x) ), производная которой равна ( f(x) ). То есть, ( F'(x) = 2\sin{x} + x^2 ).
Процесс нахождения первообразной называется интегрированием. Мы будем находить неопределённый интеграл функции ( f(x) ).
Запишем неопределённый интеграл:
[ \int (2\sin{x} + x^2) \, dx. ]
Интеграл суммы равен сумме интегралов, поэтому можно разложить выражение на два отдельных интеграла:
[ \int 2\sin{x} \, dx + \int x^2 \, dx. ]
Теперь рассмотрим каждый интеграл отдельно.
- Интегрируем ( 2\sin{x} ):
[ \int 2\sin{x} \, dx = 2 \int \sin{x} \, dx. ]
Известно, что первообразная функции ( \sin{x} ) равна ( -\cos{x} ), поэтому:
[ 2 \int \sin{x} \, dx = 2(-\cos{x}) = -2\cos{x}. ]
- Интегрируем ( x^2 ):
[ \int x^2 \, dx. ]
Для функции ( x^n ), где ( n \neq -1 ), первообразная равна ( \frac{x^{n+1}}{n+1} ). В данном случае ( n = 2 ), поэтому:
[ \int x^2 \, dx = \frac{x^{2+1}}{2+1} = \frac{x^3}{3}. ]
Теперь сложим полученные результаты:
[ \int (2\sin{x} + x^2) \, dx = -2\cos{x} + \frac{x^3}{3} + C, ]
где ( C ) — постоянная интегрирования, которая появляется при нахождении неопределённого интеграла.
Итак, первообразная функции ( f(x) = 2\sin{x} + x^2 ) равна:
[ F(x) = -2\cos{x} + \frac{x^3}{3} + C. ]