$$$\sec^{2}{\left(\frac{\pi x}{3} \right)}$$$ 的积分

求$$$\int \sec^{2}{\left(\frac{\pi x}{3} \right)}\, dx$$$。

设$$$u=\frac{\pi x}{3}$$$。

则$$$du=\left(\frac{\pi x}{3}\right)^{\prime }dx = \frac{\pi}{3} dx$$$ (步骤见»)，并有$$$dx = \frac{3 du}{\pi}$$$。

因此，

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

对 $$$c=\frac{3}{\pi}$$$ 和 $$$f{\left(u \right)} = \sec^{2}{\left(u \right)}$$$ 应用常数倍法则 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$：

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

$$$\sec^{2}{\left(u \right)}$$$ 的积分为 $$$\int{\sec^{2}{\left(u \right)} d u} = \tan{\left(u \right)}$$$:

$$\frac{3 {\color{red}{\int{\sec^{2}{\left(u \right)} d u}}}}{\pi} = \frac{3 {\color{red}{\tan{\left(u \right)}}}}{\pi}$$

回忆一下 $$$u=\frac{\pi x}{3}$$$:

$$\frac{3 \tan{\left({\color{red}{u}} \right)}}{\pi} = \frac{3 \tan{\left({\color{red}{\left(\frac{\pi x}{3}\right)}} \right)}}{\pi}$$

因此，

$$\int{\sec^{2}{\left(\frac{\pi x}{3} \right)} d x} = \frac{3 \tan{\left(\frac{\pi x}{3} \right)}}{\pi}$$

加上积分常数：

$$\int{\sec^{2}{\left(\frac{\pi x}{3} \right)} d x} = \frac{3 \tan{\left(\frac{\pi x}{3} \right)}}{\pi}+C$$

$$$\int \sec^{2}{\left(\frac{\pi x}{3} \right)}\, dx = \frac{3 \tan{\left(\frac{\pi x}{3} \right)}}{\pi} + C$$$A