$$$3 x \cos{\left(2 x^{2} \right)}$$$の積分

$$$\int 3 x \cos{\left(2 x^{2} \right)}\, dx$$$ を求めよ。

$$$u=2 x^{2}$$$ とする。

すると $$$du=\left(2 x^{2}\right)^{\prime }dx = 4 x dx$$$（手順は»で確認できます）、$$$x dx = \frac{du}{4}$$$ となります。

したがって、

$${\color{red}{\int{3 x \cos{\left(2 x^{2} \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{3 \cos{\left(u \right)}}{4} d u}}}$$

定数倍の法則 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ を、$$$c=\frac{3}{4}$$$ と $$$f{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}$$$ に対して適用する:

$${\color{red}{\int{\frac{3 \cos{\left(u \right)}}{4} d u}}} = {\color{red}{\left(\frac{3 \int{\cos{\left(u \right)} d u}}{4}\right)}}$$

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

$$\frac{3 {\color{red}{\int{\cos{\left(u \right)} d u}}}}{4} = \frac{3 {\color{red}{\sin{\left(u \right)}}}}{4}$$

次のことを思い出してください $$$u=2 x^{2}$$$:

$$\frac{3 \sin{\left({\color{red}{u}} \right)}}{4} = \frac{3 \sin{\left({\color{red}{\left(2 x^{2}\right)}} \right)}}{4}$$

したがって、

$$\int{3 x \cos{\left(2 x^{2} \right)} d x} = \frac{3 \sin{\left(2 x^{2} \right)}}{4}$$

積分定数を加える:

$$\int{3 x \cos{\left(2 x^{2} \right)} d x} = \frac{3 \sin{\left(2 x^{2} \right)}}{4}+C$$

$$$\int 3 x \cos{\left(2 x^{2} \right)}\, dx = \frac{3 \sin{\left(2 x^{2} \right)}}{4} + C$$$A