Biết rằng \(\int\left(\cos ^{3} x \cdot \sin 3 x+\sin ^{3} x \cdot \cos 3 x\right) \mathrm{d} x=\frac{a}{b} \cos 4 x+C \text { với } a, b \in \mathbb{Z}, \frac{a}{b}\) là phân số tối giản \((a<0;b>0)\). Tính 2a+b.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai\(\begin{aligned} &\cos ^{3} x \cdot \sin 3 x+\sin ^{3} x \cdot \cos 3 x=\cos ^{3} x \cdot\left(3 \sin x-4 \sin ^{3} x\right)+\sin ^{3} x \cdot\left(4 \cos ^{3} x\right. \\ &=3 \cos ^{3} x \cdot \sin x-4 \sin ^{3} x \cdot \cos ^{3} x+4 \sin ^{3} x \cdot \cos ^{3} x+3 \sin ^{3} x \cdot \cos x \\ &=3 \cos ^{3} x \cdot \sin x+3 \sin ^{3} x \cdot \cos x \\ &=3 \sin x \cdot \cos x \cdot\left(\cos ^{2} x-\sin ^{2} x\right) \\ &=\frac{3}{2} \sin 2 x \cdot\left(\cos ^{2} x-\sin ^{2} x\right) \\ &=\frac{3}{2} \sin 2 x \cdot \cos 2 x=\frac{3}{4} \sin 4 x \end{aligned}\)
\(\begin{aligned} &\Rightarrow \int\left(\cos ^{3} x \cdot \sin 3 x+\sin ^{3} x \cdot \cos 3 x\right) \mathrm{d} x=\frac{3}{4} \int \sin 4 x \mathrm{~d} x=-\frac{3}{16} \cos 4 x+C=\frac{a}{b} \cos 4 x+C \\ &\text { Vì: }\left\{\begin{array}{l} a<0 \\ b>0 \end{array}\right.\Rightarrow\left\{\begin{array}{l} a=-3 \\ b=16 \end{array} \Rightarrow 2 a+b=10 .\right. \end{aligned}\)