$$$\cos{\left(\sqrt{x} \right)}$$$ 的積分
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求$$$\int \cos{\left(\sqrt{x} \right)}\, dx$$$。
解答
令 $$$u=\sqrt{x}$$$。
則 $$$du=\left(\sqrt{x}\right)^{\prime }dx = \frac{1}{2 \sqrt{x}} dx$$$ (步驟見»)，並可得 $$$\frac{dx}{\sqrt{x}} = 2 du$$$。
因此，
$${\color{red}{\int{\cos{\left(\sqrt{x} \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{2 u \cos{\left(u \right)} d u}}}$$
套用常數倍法則 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$，使用 $$$c=2$$$ 與 $$$f{\left(u \right)} = u \cos{\left(u \right)}$$$：
$${\color{red}{\int{2 u \cos{\left(u \right)} d u}}} = {\color{red}{\left(2 \int{u \cos{\left(u \right)} d u}\right)}}$$
對於積分 $$$\int{u \cos{\left(u \right)} d u}$$$，使用分部積分法 $$$\int \operatorname{\kappa} \operatorname{dv} = \operatorname{\kappa}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{d\kappa}$$$。
令 $$$\operatorname{\kappa}=u$$$ 與 $$$\operatorname{dv}=\cos{\left(u \right)} du$$$。
則 $$$\operatorname{d\kappa}=\left(u\right)^{\prime }du=1 du$$$（步驟見 »），且 $$$\operatorname{v}=\int{\cos{\left(u \right)} d u}=\sin{\left(u \right)}$$$（步驟見 »）。
該積分變為
$$2 {\color{red}{\int{u \cos{\left(u \right)} d u}}}=2 {\color{red}{\left(u \cdot \sin{\left(u \right)}-\int{\sin{\left(u \right)} \cdot 1 d u}\right)}}=2 {\color{red}{\left(u \sin{\left(u \right)} - \int{\sin{\left(u \right)} d u}\right)}}$$
正弦函數的積分為 $$$\int{\sin{\left(u \right)} d u} = - \cos{\left(u \right)}$$$：
$$2 u \sin{\left(u \right)} - 2 {\color{red}{\int{\sin{\left(u \right)} d u}}} = 2 u \sin{\left(u \right)} - 2 {\color{red}{\left(- \cos{\left(u \right)}\right)}}$$
回顧一下 $$$u=\sqrt{x}$$$：
$$2 \cos{\left({\color{red}{u}} \right)} + 2 {\color{red}{u}} \sin{\left({\color{red}{u}} \right)} = 2 \cos{\left({\color{red}{\sqrt{x}}} \right)} + 2 {\color{red}{\sqrt{x}}} \sin{\left({\color{red}{\sqrt{x}}} \right)}$$
因此，
$$\int{\cos{\left(\sqrt{x} \right)} d x} = 2 \sqrt{x} \sin{\left(\sqrt{x} \right)} + 2 \cos{\left(\sqrt{x} \right)}$$
化簡：
$$\int{\cos{\left(\sqrt{x} \right)} d x} = 2 \left(\sqrt{x} \sin{\left(\sqrt{x} \right)} + \cos{\left(\sqrt{x} \right)}\right)$$
加上積分常數：
$$\int{\cos{\left(\sqrt{x} \right)} d x} = 2 \left(\sqrt{x} \sin{\left(\sqrt{x} \right)} + \cos{\left(\sqrt{x} \right)}\right)+C$$
答案
$$$\int \cos{\left(\sqrt{x} \right)}\, dx = 2 \left(\sqrt{x} \sin{\left(\sqrt{x} \right)} + \cos{\left(\sqrt{x} \right)}\right) + C$$$A