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Evaluate the indefinite integral. \( \int \frac{\sin \left(\frac{8}{x}\right)}{x^{2}} d x=\square+C \)

Ask by Chang Long. in the United States
Jan 23,2025

Solución de tutoría real

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\[ \int \frac{\sin\left(\frac{8}{x}\right)}{x^{2}} \, dx = \frac{\cos\left(\frac{8}{x}\right)}{8} + C \]

Solución

To evaluate the integral: \[ \int \frac{\sin\left(\frac{8}{x}\right)}{x^{2}} \, dx \] **Step 1: Choose a substitution** Let’s set: \[ u = \frac{8}{x} \] Then, the derivative of \( u \) with respect to \( x \) is: \[ du = -\frac{8}{x^{2}} \, dx \quad \Rightarrow \quad -\frac{du}{8} = \frac{dx}{x^{2}} \] **Step 2: Rewrite the integral in terms of \( u \)** Substituting into the original integral: \[ \int \frac{\sin\left(\frac{8}{x}\right)}{x^{2}} \, dx = \int \sin(u) \left(-\frac{du}{8}\right) = -\frac{1}{8} \int \sin(u) \, du \] **Step 3: Integrate** \[ -\frac{1}{8} \int \sin(u) \, du = -\frac{1}{8} (-\cos(u)) + C = \frac{\cos(u)}{8} + C \] **Step 4: Substitute back \( u = \frac{8}{x} \)** \[ \frac{\cos\left(\frac{8}{x}\right)}{8} + C \] **Final Answer:** \[ \int \frac{\sin\left(\frac{8}{x}\right)}{x^{2}} \, dx = \frac{\cos\left(\frac{8}{x}\right)}{8} + C \]

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To evaluate the indefinite integral \[ \int \frac{\sin \left(\frac{8}{x}\right)}{x^{2}} d x, \] we can apply the substitution method. Let us set \[ u = \frac{8}{x} \quad \Rightarrow \quad x = \frac{8}{u} \quad \Rightarrow \quad dx = -\frac{8}{u^2} du. \] Now, we can rewrite the integral in terms of \(u\): \[ \int \frac{\sin\left(u\right)}{\left(\frac{8}{u}\right)^{2}} \left(-\frac{8}{u^2}\right) du = -8 \int \frac{\sin(u)}{\frac{64}{u^2}} \cdot \frac{8}{u^2} du. \] This simplifies to: \[ \int \sin(u) du, \] which is a standard integral. The integral of \(\sin(u)\) is: \[ -\cos(u) + C. \] Now, substituting back \(u = \frac{8}{x}\), we have: \[ -\cos\left(\frac{8}{x}\right) + C. \] Thus, the final answer is: \[ \int \frac{\sin \left(\frac{8}{x}\right)}{x^{2}} d x = -\cos\left(\frac{8}{x}\right) + C. \]

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