$$$x \sin{\left(x \right)} \cos{\left(3 \right)}$$$の積分

$$$\int x \sin{\left(x \right)} \cos{\left(3 \right)}\, dx$$$ を求めよ。

定数倍の法則 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ を、$$$c=\cos{\left(3 \right)}$$$ と $$$f{\left(x \right)} = x \sin{\left(x \right)}$$$ に対して適用する:

$${\color{red}{\int{x \sin{\left(x \right)} \cos{\left(3 \right)} d x}}} = {\color{red}{\cos{\left(3 \right)} \int{x \sin{\left(x \right)} d x}}}$$

積分 $$$\int{x \sin{\left(x \right)} d x}$$$ 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。

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

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

この積分は次のように書き換えられる

$$\cos{\left(3 \right)} {\color{red}{\int{x \sin{\left(x \right)} d x}}}=\cos{\left(3 \right)} {\color{red}{\left(x \cdot \left(- \cos{\left(x \right)}\right)-\int{\left(- \cos{\left(x \right)}\right) \cdot 1 d x}\right)}}=\cos{\left(3 \right)} {\color{red}{\left(- x \cos{\left(x \right)} - \int{\left(- \cos{\left(x \right)}\right)d x}\right)}}$$

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

$$\cos{\left(3 \right)} \left(- x \cos{\left(x \right)} - {\color{red}{\int{\left(- \cos{\left(x \right)}\right)d x}}}\right) = \cos{\left(3 \right)} \left(- x \cos{\left(x \right)} - {\color{red}{\left(- \int{\cos{\left(x \right)} d x}\right)}}\right)$$

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

$$\cos{\left(3 \right)} \left(- x \cos{\left(x \right)} + {\color{red}{\int{\cos{\left(x \right)} d x}}}\right) = \cos{\left(3 \right)} \left(- x \cos{\left(x \right)} + {\color{red}{\sin{\left(x \right)}}}\right)$$

したがって、

$$\int{x \sin{\left(x \right)} \cos{\left(3 \right)} d x} = \left(- x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right) \cos{\left(3 \right)}$$

積分定数を加える:

$$\int{x \sin{\left(x \right)} \cos{\left(3 \right)} d x} = \left(- x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right) \cos{\left(3 \right)}+C$$

$$$\int x \sin{\left(x \right)} \cos{\left(3 \right)}\, dx = \left(- x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right) \cos{\left(3 \right)} + C$$$A