$$$x \cos{\left(x \right)}$$$の積分

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

積分 $$$\int{x \cos{\left(x \right)} d x}$$$ 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 $$$\operatorname{dv}=\cos{\left(x \right)} dx$$$ 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$$$\operatorname{v}=\int{\cos{\left(x \right)} d x}=\sin{\left(x \right)}$$$（手順は»を参照）。

この積分は次のように書き換えられる

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

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

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

したがって、

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

積分定数を加える:

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

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