$$$\left(10 - 10 x\right) \sin{\left(10 x \right)}$$$の積分

$$$\int \left(10 - 10 x\right) \sin{\left(10 x \right)}\, dx$$$ を求めよ。

被積分関数を簡単化する:

$${\color{red}{\int{\left(10 - 10 x\right) \sin{\left(10 x \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{10 \left(1 - x\right) \sin{\left(10 x \right)} d x}}}$$

定数倍の法則 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ を、$$$c=10$$$ と $$$f{\left(x \right)} = \left(1 - x\right) \sin{\left(10 x \right)}$$$ に対して適用する:

$${\color{red}{\int{10 \left(1 - x\right) \sin{\left(10 x \right)} d x}}} = {\color{red}{\left(10 \int{\left(1 - x\right) \sin{\left(10 x \right)} d x}\right)}}$$

積分 $$$\int{\left(1 - x\right) \sin{\left(10 x \right)} d x}$$$ には、部分積分法$$$\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$$$を用いてください。

$$$\operatorname{u}=1 - x$$$ と $$$\operatorname{dv}=\sin{\left(10 x \right)} dx$$$ とする。

したがって、$$$\operatorname{du}=\left(1 - x\right)^{\prime }dx=- dx$$$（手順は»を参照）および$$$\operatorname{v}=\int{\sin{\left(10 x \right)} d x}=- \frac{\cos{\left(10 x \right)}}{10}$$$（手順は»を参照）。

したがって、

$$10 {\color{red}{\int{\left(1 - x\right) \sin{\left(10 x \right)} d x}}}=10 {\color{red}{\left(\left(1 - x\right) \cdot \left(- \frac{\cos{\left(10 x \right)}}{10}\right)-\int{\left(- \frac{\cos{\left(10 x \right)}}{10}\right) \cdot \left(-1\right) d x}\right)}}=10 {\color{red}{\left(- \frac{\left(1 - x\right) \cos{\left(10 x \right)}}{10} - \int{\frac{\cos{\left(10 x \right)}}{10} d x}\right)}}$$

定数倍の法則 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ を、$$$c=\frac{1}{10}$$$ と $$$f{\left(x \right)} = \cos{\left(10 x \right)}$$$ に対して適用する:

$$- \left(1 - x\right) \cos{\left(10 x \right)} - 10 {\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(10 x \right)}}{10} d x}}} = - \left(1 - x\right) \cos{\left(10 x \right)} - 10 {\color{red}{\left(\frac{\int{\cos{\left(10 x \right)} d x}}{10}\right)}}$$

$$$u=10 x$$$ とする。

すると $$$du=\left(10 x\right)^{\prime }dx = 10 dx$$$（手順は»で確認できます）、$$$dx = \frac{du}{10}$$$ となります。

したがって、

$$- \left(1 - x\right) \cos{\left(10 x \right)} - {\color{red}{\int{\cos{\left(10 x \right)} d x}}} = - \left(1 - x\right) \cos{\left(10 x \right)} - {\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{10} d u}}}$$

定数倍の法則 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ を、$$$c=\frac{1}{10}$$$ と $$$f{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}$$$ に対して適用する:

$$- \left(1 - x\right) \cos{\left(10 x \right)} - {\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u \right)}}{10} d u}}} = - \left(1 - x\right) \cos{\left(10 x \right)} - {\color{red}{\left(\frac{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}{10}\right)}}$$

余弦の積分は$$$\int{\cos{\left(u \right)} d u} = \sin{\left(u \right)}$$$:

$$- \left(1 - x\right) \cos{\left(10 x \right)} - \frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}}}{10} = - \left(1 - x\right) \cos{\left(10 x \right)} - \frac{{\color{red}{\sin{\left(u \right)}}}}{10}$$

次のことを思い出してください $$$u=10 x$$$:

$$- \left(1 - x\right) \cos{\left(10 x \right)} - \frac{\sin{\left({\color{red}{u}} \right)}}{10} = - \left(1 - x\right) \cos{\left(10 x \right)} - \frac{\sin{\left({\color{red}{\left(10 x\right)}} \right)}}{10}$$

したがって、

$$\int{\left(10 - 10 x\right) \sin{\left(10 x \right)} d x} = - \left(1 - x\right) \cos{\left(10 x \right)} - \frac{\sin{\left(10 x \right)}}{10}$$

簡単化せよ:

$$\int{\left(10 - 10 x\right) \sin{\left(10 x \right)} d x} = \left(x - 1\right) \cos{\left(10 x \right)} - \frac{\sin{\left(10 x \right)}}{10}$$

積分定数を加える:

$$\int{\left(10 - 10 x\right) \sin{\left(10 x \right)} d x} = \left(x - 1\right) \cos{\left(10 x \right)} - \frac{\sin{\left(10 x \right)}}{10}+C$$

$$$\int \left(10 - 10 x\right) \sin{\left(10 x \right)}\, dx = \left(\left(x - 1\right) \cos{\left(10 x \right)} - \frac{\sin{\left(10 x \right)}}{10}\right) + C$$$A