$$$x^{3} \sin{\left(x^{2} \right)}$$$의 적분

$$$\int x^{3} \sin{\left(x^{2} \right)}\, dx$$$을(를) 구하시오.

$$$u=x^{2}$$$라 하자.

그러면 $$$du=\left(x^{2}\right)^{\prime }dx = 2 x dx$$$ (단계는 »에서 볼 수 있습니다), 그리고 $$$x dx = \frac{du}{2}$$$임을 얻습니다.

적분은 다음과 같이 다시 쓸 수 있습니다.

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

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$을 $$$c=\frac{1}{2}$$$와 $$$f{\left(u \right)} = u \sin{\left(u \right)}$$$에 적용하세요:

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

적분 $$$\int{u \sin{\left(u \right)} d u}$$$에 대해서는 부분적분법 $$$\int \operatorname{t} \operatorname{dv} = \operatorname{t}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{dt}$$$을 사용하십시오.

$$$\operatorname{t}=u$$$와 $$$\operatorname{dv}=\sin{\left(u \right)} du$$$라고 하자.

그러면 $$$\operatorname{dt}=\left(u\right)^{\prime }du=1 du$$$ (»에서 풀이 과정을 볼 수 있음) 및 $$$\operatorname{v}=\int{\sin{\left(u \right)} d u}=- \cos{\left(u \right)}$$$ (»에서 풀이 과정을 볼 수 있음).

따라서,

$$\frac{{\color{red}{\int{u \sin{\left(u \right)} d u}}}}{2}=\frac{{\color{red}{\left(u \cdot \left(- \cos{\left(u \right)}\right)-\int{\left(- \cos{\left(u \right)}\right) \cdot 1 d u}\right)}}}{2}=\frac{{\color{red}{\left(- u \cos{\left(u \right)} - \int{\left(- \cos{\left(u \right)}\right)d u}\right)}}}{2}$$

상수배 법칙 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$을 $$$c=-1$$$와 $$$f{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}$$$에 적용하세요:

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

코사인의 적분은 $$$\int{\cos{\left(u \right)} d u} = \sin{\left(u \right)}$$$:

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

다음 $$$u=x^{2}$$$을 기억하라:

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

따라서,

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

적분 상수를 추가하세요:

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

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