미적분 예제

$\int x \cos (3 x) d x$

단계 1

$u = x$ 이고 $d v = \cos (3 x)$ 일 때 $\int u d v = u v - \int v d u$ 공식을 이용하여 부분 적분합니다.

$x (\frac{1}{3} \sin (3 x)) - \int \frac{1}{3} \sin (3 x) d x$

단계 2

간단히 합니다.

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단계 2.1

$\frac{1}{3}$ 와 $\sin (3 x)$ 을 묶습니다.

$x \frac{\sin (3 x)}{3} - \int \frac{1}{3} \sin (3 x) d x$

단계 2.2

$x$ 와 $\frac{\sin (3 x)}{3}$ 을 묶습니다.

$\frac{x \sin (3 x)}{3} - \int \frac{1}{3} \sin (3 x) d x$

단계 3

$\frac{1}{3}$ 은 $x$ 에 대해 상수이므로, $\frac{1}{3}$ 를 적분 밖으로 빼냅니다.

$\frac{x \sin (3 x)}{3} - (\frac{1}{3} \int \sin (3 x) d x)$

단계 4

먼저 $u = 3 x$ 로 정의합니다. 그러면 $d u = 3 d x$ 이므로 $\frac{1}{3} d u = d x$ 가 됩니다. 이 식을 $u$ 와 $d$ $u$ 를 이용하여 다시 씁니다.

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단계 4.1

$u = 3 x$ 로 둡니다. $\frac{d u}{d x}$ 를 구합니다.

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단계 4.1.1

$3 x$ 를 미분합니다.

$\frac{d}{d x} [3 x]$

단계 4.1.2

$3$ 은 $x$ 에 대해 일정하므로 $x$ 에 대한 $3 x$ 의 미분은 $3 \frac{d}{d x} [x]$ 입니다.

$3 \frac{d}{d x} [x]$

단계 4.1.3

$n = 1$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$3 \cdot 1$

단계 4.1.4

$3$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$3$

단계 4.2

$u$ 와 $d u$ 를 사용해 문제를 바꿔 씁니다.

$\frac{x \sin (3 x)}{3} - \frac{1}{3} \int \sin (u) \frac{1}{3} d u$

단계 5

$\sin (u)$ 와 $\frac{1}{3}$ 을 묶습니다.

$\frac{x \sin (3 x)}{3} - \frac{1}{3} \int \frac{\sin (u)}{3} d u$

단계 6

$\frac{1}{3}$ 은 $u$ 에 대해 상수이므로, $\frac{1}{3}$ 를 적분 밖으로 빼냅니다.

$\frac{x \sin (3 x)}{3} - \frac{1}{3} (\frac{1}{3} \int \sin (u) d u)$

단계 7

간단히 합니다.

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단계 7.1

$\frac{1}{3}$ 에 $\frac{1}{3}$ 을 곱합니다.

$\frac{x \sin (3 x)}{3} - \frac{1}{3 \cdot 3} \int \sin (u) d u$

단계 7.2

$3$ 에 $3$ 을 곱합니다.

$\frac{x \sin (3 x)}{3} - \frac{1}{9} \int \sin (u) d u$

단계 8

$\sin (u)$ 를 $u$ 에 대해 적분하면 $- \cos (u)$ 입니다.

$\frac{x \sin (3 x)}{3} - \frac{1}{9} (- \cos (u) + C)$

단계 9

$\frac{x \sin (3 x)}{3} - \frac{1}{9} (- \cos (u) + C)$ 을 $\frac{x \sin (3 x)}{3} + \frac{\cos (u)}{9} + C$ 로 바꿔 씁니다.

$\frac{x \sin (3 x)}{3} + \frac{\cos (u)}{9} + C$

단계 10

$u$ 를 모두 $3 x$ 로 바꿉니다.

$\frac{x \sin (3 x)}{3} + \frac{\cos (3 x)}{9} + C$

단계 11

항을 다시 정렬합니다.

$\frac{1}{3} x \sin (3 x) + \frac{1}{9} \cos (3 x) + C$