$$$\sin{\left(\alpha \left(\beta + x\right) \right)}$$$ の $$$x$$$ に関する積分

$$$\int \sin{\left(\alpha \left(\beta + x\right) \right)}\, dx$$$ を求めよ。

$$$u=\alpha \left(\beta + x\right)$$$ とする。

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

この積分は次のように書き換えられる

$${\color{red}{\int{\sin{\left(\alpha \left(\beta + x\right) \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{\sin{\left(u \right)}}{\alpha} d u}}}$$

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

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

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

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

次のことを思い出してください $$$u=\alpha \left(\beta + x\right)$$$:

$$- \frac{\cos{\left({\color{red}{u}} \right)}}{\alpha} = - \frac{\cos{\left({\color{red}{\alpha \left(\beta + x\right)}} \right)}}{\alpha}$$

したがって、

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

積分定数を加える:

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

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