$$$\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}$$$ 的積分

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

令 $$$u=\frac{x}{2}$$$。

則 $$$du=\left(\frac{x}{2}\right)^{\prime }dx = \frac{dx}{2}$$$ (步驟見»)，並可得 $$$dx = 2 du$$$。

該積分變為

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

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 $$$f{\left(u \right)} = \sec^{2}{\left(u \right)}$$$：

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

$$$\sec^{2}{\left(u \right)}$$$ 的積分是 $$$\int{\sec^{2}{\left(u \right)} d u} = \tan{\left(u \right)}$$$：

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

回顧一下 $$$u=\frac{x}{2}$$$：

$$2 \tan{\left({\color{red}{u}} \right)} = 2 \tan{\left({\color{red}{\left(\frac{x}{2}\right)}} \right)}$$

因此，

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

加上積分常數：

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

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