偶関数と奇関数を見つけてうまく積分しましょう。
積分範囲が −π→π なので、積分計算をするまでもなく奇関数の積分が0になるからです。
偶関数と奇関数がわからない場合はこれを読んだらわかります。
→https://manabitimes.jp/math/1052
まず、f(x) は
f(x)=2sinx+3sin2x+4cos3x=(奇関数)+(奇関数)+(偶関数)
(1)2π
(2)
f(x)sinx=(2sinx+3sin2x+4cos3x)sinx= [(奇関数)+(奇関数)+(偶関数)] × (奇関数) = [(偶関数)+(偶関数)+(奇関数)]
つまり、前の2つの項は偶関数で、最後の項は奇関数になります。
∫−ππf(x)sinxdx=∫−ππ [(偶関数)+(偶関数)+(奇関数)] dx=2∫0π [(偶関数)+(偶関数)] dx=2∫0π(2sin2x+3sin2xsinx)dx=2∫0π((1−cos2x)+6sin2xcosx)dx=2[x−21sin2x+2sin3x]0π=2π
よって、
π1∫−ππf(x)sinxdx=2
です。
(3)
同様に、
∫−ππf(x)sin2xdx=∫−ππ [(偶関数)+(偶関数)+(奇関数)] dx=2∫0π [(偶関数)+(偶関数)] dx=2∫0π(2sinxsin2x+3sin22x)dx
(2)の過程で答えが分かっている積分結果を有効活用しましょう。
∫−ππf(x)sin2xdx=6∫0πsin22xdx=6⋅2π=3π∴π1∫−ππf(x)sin2xdx=3
(4)
π1∫−ππf(x)sin3xdx=0