$$$e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)}$$$の積分

$$$\int e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)}\, dw$$$ を求めよ。

積分 $$$\int{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)} d w}$$$ 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。

$$$\operatorname{u}=\sin{\left(2 w \right)}$$$ と $$$\operatorname{dv}=e^{- 6 w} dw$$$ とする。

したがって、$$$\operatorname{du}=\left(\sin{\left(2 w \right)}\right)^{\prime }dw=2 \cos{\left(2 w \right)} dw$$$（手順は»を参照）および$$$\operatorname{v}=\int{e^{- 6 w} d w}=- \frac{e^{- 6 w}}{6}$$$（手順は»を参照）。

したがって、

$${\color{red}{\int{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)} d w}}}={\color{red}{\left(\sin{\left(2 w \right)} \cdot \left(- \frac{e^{- 6 w}}{6}\right)-\int{\left(- \frac{e^{- 6 w}}{6}\right) \cdot 2 \cos{\left(2 w \right)} d w}\right)}}={\color{red}{\left(- \int{\left(- \frac{e^{- 6 w} \cos{\left(2 w \right)}}{3}\right)d w} - \frac{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)}}{6}\right)}}$$

定数倍の法則 $$$\int c f{\left(w \right)}\, dw = c \int f{\left(w \right)}\, dw$$$ を、$$$c=- \frac{1}{3}$$$ と $$$f{\left(w \right)} = e^{- 6 w} \cos{\left(2 w \right)}$$$ に対して適用する:

$$- {\color{red}{\int{\left(- \frac{e^{- 6 w} \cos{\left(2 w \right)}}{3}\right)d w}}} - \frac{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)}}{6} = - {\color{red}{\left(- \frac{\int{e^{- 6 w} \cos{\left(2 w \right)} d w}}{3}\right)}} - \frac{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)}}{6}$$

積分 $$$\int{e^{- 6 w} \cos{\left(2 w \right)} d w}$$$ 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。

$$$\operatorname{u}=\cos{\left(2 w \right)}$$$ と $$$\operatorname{dv}=e^{- 6 w} dw$$$ とする。

したがって、$$$\operatorname{du}=\left(\cos{\left(2 w \right)}\right)^{\prime }dw=- 2 \sin{\left(2 w \right)} dw$$$（手順は»を参照）および$$$\operatorname{v}=\int{e^{- 6 w} d w}=- \frac{e^{- 6 w}}{6}$$$（手順は»を参照）。

したがって、

$$\frac{{\color{red}{\int{e^{- 6 w} \cos{\left(2 w \right)} d w}}}}{3} - \frac{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)}}{6}=\frac{{\color{red}{\left(\cos{\left(2 w \right)} \cdot \left(- \frac{e^{- 6 w}}{6}\right)-\int{\left(- \frac{e^{- 6 w}}{6}\right) \cdot \left(- 2 \sin{\left(2 w \right)}\right) d w}\right)}}}{3} - \frac{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)}}{6}=\frac{{\color{red}{\left(- \int{\frac{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)}}{3} d w} - \frac{e^{- 6 w} \cos{\left(2 w \right)}}{6}\right)}}}{3} - \frac{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)}}{6}$$

定数倍の法則 $$$\int c f{\left(w \right)}\, dw = c \int f{\left(w \right)}\, dw$$$ を、$$$c=\frac{1}{3}$$$ と $$$f{\left(w \right)} = e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)}$$$ に対して適用する:

$$- \frac{{\color{red}{\int{\frac{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)}}{3} d w}}}}{3} - \frac{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)}}{6} - \frac{e^{- 6 w} \cos{\left(2 w \right)}}{18} = - \frac{{\color{red}{\left(\frac{\int{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)} d w}}{3}\right)}}}{3} - \frac{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)}}{6} - \frac{e^{- 6 w} \cos{\left(2 w \right)}}{18}$$

すでに見た積分に帰着しました。

したがって、積分に関する次の簡単な等式を得ました:

$$\int{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)} d w} = - \frac{\int{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)} d w}}{9} - \frac{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)}}{6} - \frac{e^{- 6 w} \cos{\left(2 w \right)}}{18}$$

これを解くと、次のようになります。

$$\int{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)} d w} = \frac{\left(- 3 \sin{\left(2 w \right)} - \cos{\left(2 w \right)}\right) e^{- 6 w}}{20}$$

したがって、

$$\int{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)} d w} = \frac{\left(- 3 \sin{\left(2 w \right)} - \cos{\left(2 w \right)}\right) e^{- 6 w}}{20}$$

積分定数を加える:

$$\int{e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)} d w} = \frac{\left(- 3 \sin{\left(2 w \right)} - \cos{\left(2 w \right)}\right) e^{- 6 w}}{20}+C$$

$$$\int e^{- 6 w} \sin{\left(2 w \right)}\, dw = \frac{\left(- 3 \sin{\left(2 w \right)} - \cos{\left(2 w \right)}\right) e^{- 6 w}}{20} + C$$$A