$$$\frac{1}{\sqrt{x} \csc{\left(\sqrt{x} \right)}}$$$の積分

$$$\int \frac{1}{\sqrt{x} \csc{\left(\sqrt{x} \right)}}\, dx$$$ を求めよ。

$$$u=\sqrt{x}$$$ とする。

すると $$$du=\left(\sqrt{x}\right)^{\prime }dx = \frac{1}{2 \sqrt{x}} dx$$$（手順は»で確認できます）、$$$\frac{dx}{\sqrt{x}} = 2 du$$$ となります。

したがって、

$${\color{red}{\int{\frac{1}{\sqrt{x} \csc{\left(\sqrt{x} \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{2}{\csc{\left(u \right)}} d u}}}$$

定数倍の法則 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ を、$$$c=2$$$ と $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{\csc{\left(u \right)}}$$$ に対して適用する:

$${\color{red}{\int{\frac{2}{\csc{\left(u \right)}} d u}}} = {\color{red}{\left(2 \int{\frac{1}{\csc{\left(u \right)}} d u}\right)}}$$

被積分関数を正弦関数で書き換えよ:

$$2 {\color{red}{\int{\frac{1}{\csc{\left(u \right)}} d u}}} = 2 {\color{red}{\int{\sin{\left(u \right)} d u}}}$$

正弦関数の不定積分は$$$\int{\sin{\left(u \right)} d u} = - \cos{\left(u \right)}$$$です:

$$2 {\color{red}{\int{\sin{\left(u \right)} d u}}} = 2 {\color{red}{\left(- \cos{\left(u \right)}\right)}}$$

次のことを思い出してください $$$u=\sqrt{x}$$$:

$$- 2 \cos{\left({\color{red}{u}} \right)} = - 2 \cos{\left({\color{red}{\sqrt{x}}} \right)}$$

したがって、

$$\int{\frac{1}{\sqrt{x} \csc{\left(\sqrt{x} \right)}} d x} = - 2 \cos{\left(\sqrt{x} \right)}$$

積分定数を加える:

$$\int{\frac{1}{\sqrt{x} \csc{\left(\sqrt{x} \right)}} d x} = - 2 \cos{\left(\sqrt{x} \right)}+C$$

$$$\int \frac{1}{\sqrt{x} \csc{\left(\sqrt{x} \right)}}\, dx = - 2 \cos{\left(\sqrt{x} \right)} + C$$$A