$$$x \sqrt{x^{2} - 1}$$$ 的積分

求$$$\int x \sqrt{x^{2} - 1}\, dx$$$。

令 $$$u=x^{2} - 1$$$。

則 $$$du=\left(x^{2} - 1\right)^{\prime }dx = 2 x dx$$$ (步驟見»)，並可得 $$$x dx = \frac{du}{2}$$$。

因此，

$${\color{red}{\int{x \sqrt{x^{2} - 1} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{\sqrt{u}}{2} d u}}}$$

套用常數倍法則 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$，使用 $$$c=\frac{1}{2}$$$ 與 $$$f{\left(u \right)} = \sqrt{u}$$$：

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

套用冪次法則 $$$\int u^{n}\, du = \frac{u^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$，以 $$$n=\frac{1}{2}$$$：

$$\frac{{\color{red}{\int{\sqrt{u} d u}}}}{2}=\frac{{\color{red}{\int{u^{\frac{1}{2}} d u}}}}{2}=\frac{{\color{red}{\frac{u^{\frac{1}{2} + 1}}{\frac{1}{2} + 1}}}}{2}=\frac{{\color{red}{\left(\frac{2 u^{\frac{3}{2}}}{3}\right)}}}{2}$$

回顧一下 $$$u=x^{2} - 1$$$：

$$\frac{{\color{red}{u}}^{\frac{3}{2}}}{3} = \frac{{\color{red}{\left(x^{2} - 1\right)}}^{\frac{3}{2}}}{3}$$

因此，

$$\int{x \sqrt{x^{2} - 1} d x} = \frac{\left(x^{2} - 1\right)^{\frac{3}{2}}}{3}$$

加上積分常數：

$$\int{x \sqrt{x^{2} - 1} d x} = \frac{\left(x^{2} - 1\right)^{\frac{3}{2}}}{3}+C$$

$$$\int x \sqrt{x^{2} - 1}\, dx = \frac{\left(x^{2} - 1\right)^{\frac{3}{2}}}{3} + C$$$A