積分の公式

1 x 2 + a 2 dx = 1 a tan 1 x a +C

  a は定数, C は積分定数

tan 1 x 微分を参照のこと。

1 a tan 1 x a を微分すると,  

( 1 a tan 1 x a ) = 1 a ( tan 1 x a ) = 1 a · 1 1+ ( x a ) 2 · ( x a ) = 1 a · 1 1+ x 2 a 2 · 1 a = 1 a 2 + x 2 = 1 x 2 + a 2  

となる。よって,上の公式が成り立つ。