tan2(3x)dx\int \tan^{2}(3x) \, dx

1
使用換元積分法
Let u=3xu=3x, du=3dxdu=3 \, dx, then dx=13dudx=\frac{1}{3} \, du

2
使用上面的uududu,重寫tan2(3x)dx\int \tan^{2}(3x) \, dx
tan2u3du\int \frac{\tan^{2}u}{3} \, du

3
使用常數因數法則cf(x)dx=cf(x)dx\int cf(x) \, dx=c\int f(x) \, dx
13tan2udu\frac{1}{3}\int \tan^{2}u \, du

4
使用Pythagorean恆等式tan2x=sec2x1\tan^{2}x=\sec^{2}x-1
13sec2u1du\frac{1}{3}\int \sec^{2}u-1 \, du

5
使用求和法則f(x)+g(x)dx=f(x)dx+g(x)dx\int f(x)+g(x) \, dx=\int f(x) \, dx+\int g(x) \, dx
13(sec2udu+1du)\frac{1}{3}(\int \sec^{2}u \, du+\int -1 \, du)

6
tanu\tan{u}的導數是sec2u\sec^{2}u
13(tanu+1du)\frac{1}{3}(\tan{u}+\int -1 \, du)

7
使用此法則:adx=ax+C\int a \, dx=ax+C
tanuu3\frac{\tan{u}-u}{3}

8
u=3xu=3x代回原本的積分。
tan3x3x3\frac{\tan{3x}-3x}{3}

9
添加常量。
tan3x3x3+C\frac{\tan{3x}-3x}{3}+C

完成

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