$$$\frac{\sin{\left(16 x \right)}}{\cos{\left(8 x \right)}}$$$の積分

$$$\int \frac{\sin{\left(16 x \right)}}{\cos{\left(8 x \right)}}\, dx$$$ を求めよ。

$$$u=8 x$$$ とする。

すると $$$du=\left(8 x\right)^{\prime }dx = 8 dx$$$（手順は»で確認できます）、$$$dx = \frac{du}{8}$$$ となります。

したがって、

$${\color{red}{\int{\frac{\sin{\left(16 x \right)}}{\cos{\left(8 x \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{\sin{\left(2 u \right)}}{8 \cos{\left(u \right)}} d u}}}$$

定数倍の法則 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ を、$$$c=\frac{1}{8}$$$ と $$$f{\left(u \right)} = \frac{\sin{\left(2 u \right)}}{\cos{\left(u \right)}}$$$ に対して適用する:

$${\color{red}{\int{\frac{\sin{\left(2 u \right)}}{8 \cos{\left(u \right)}} d u}}} = {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{\sin{\left(2 u \right)}}{\cos{\left(u \right)}} d u}}{8}\right)}}$$

被積分関数を書き換える:

$$\frac{{\color{red}{\int{\frac{\sin{\left(2 u \right)}}{\cos{\left(u \right)}} d u}}}}{8} = \frac{{\color{red}{\int{2 \sin{\left(u \right)} d u}}}}{8}$$

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

$$\frac{{\color{red}{\int{2 \sin{\left(u \right)} d u}}}}{8} = \frac{{\color{red}{\left(2 \int{\sin{\left(u \right)} d u}\right)}}}{8}$$

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

$$\frac{{\color{red}{\int{\sin{\left(u \right)} d u}}}}{4} = \frac{{\color{red}{\left(- \cos{\left(u \right)}\right)}}}{4}$$

次のことを思い出してください $$$u=8 x$$$:

$$- \frac{\cos{\left({\color{red}{u}} \right)}}{4} = - \frac{\cos{\left({\color{red}{\left(8 x\right)}} \right)}}{4}$$

したがって、

$$\int{\frac{\sin{\left(16 x \right)}}{\cos{\left(8 x \right)}} d x} = - \frac{\cos{\left(8 x \right)}}{4}$$

積分定数を加える:

$$\int{\frac{\sin{\left(16 x \right)}}{\cos{\left(8 x \right)}} d x} = - \frac{\cos{\left(8 x \right)}}{4}+C$$

$$$\int \frac{\sin{\left(16 x \right)}}{\cos{\left(8 x \right)}}\, dx = - \frac{\cos{\left(8 x \right)}}{4} + C$$$A