$\int (\sin 3x) dx$ を計算する問題です。

解析学積分三角関数置換積分
2025/7/5

1. 問題の内容

(sin3x)dx\int (\sin 3x) dx を計算する問題です。

2. 解き方の手順

三角関数の積分と、置換積分を利用します。
まず、sinx\sin x の積分は cosx+C-\cos x + C であることを思い出します(CCは積分定数)。
次に、u=3xu = 3x と置換します。すると、du=3dxdu = 3 dx となり、dx=13dudx = \frac{1}{3} du が得られます。
したがって、
(sin3x)dx=sinu13du=13sinu du\int (\sin 3x) dx = \int \sin u \cdot \frac{1}{3} du = \frac{1}{3} \int \sin u \ du
sinu du=cosu+C\int \sin u \ du = - \cos u + C なので、
13sinu du=13(cosu)+C=13cosu+C\frac{1}{3} \int \sin u \ du = \frac{1}{3} (- \cos u) + C = -\frac{1}{3} \cos u + C
最後に、uu3x3x に戻すと、
13cosu+C=13cos3x+C-\frac{1}{3} \cos u + C = -\frac{1}{3} \cos 3x + C

3. 最終的な答え

13cos3x+C-\frac{1}{3} \cos 3x + C

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