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誘導
(1)(2)ともに、どのような思考方法で解いていけばいいか教えていただきたいです。どちらも、解説に書いてあることは理解できるのですが第一段階ができません。
(1)なら与えられた条件式をなぜ微分しようと思うのかとか、(2)の問題も見たときに解答までの道筋が立ちません。

回答
なぜ微分するのか。それは置換積分をしようとしているからですよ。
置換積分をするときは置き換えの式を微分して、dxとdtの関係を出すじゃないですか!
x²=tとおけば、2xdx=dtとか、sin x≠tと置けばcos x dx=dt とかね。
微分するのは当然のことです。
(2)はなかなか自然にはできない変形です。部分積分を利用するとうまくいった!ということで、初めから見通せるものではありません。
これを読んで「なるほどそんな手品みたいなことも起こるのか!」と感動して、頭のすみに入れておけばいいです。
この問題の置換は有名なのですが、覚えておくことはないです。問題文中にこの問題のように書かれていますので、それに従ってやるのが得策です。
(2)の積分はほかにもいくつかの方法で積分できます。x=tan t とおくとか、置き換えはその通りにやっても部分積分でなく普通にやっていくとか。
試してみたらいい計算練習です。
これで大丈夫ですか?
(1)について、与式が・・・というよりかは、条件で与えられた式(問題文1行目)を見て、置換積分というのを勘ぐって微分するということですか?
勘繰るわけじゃありません。問題に「置き換えを利用して」とありますので、これは「置換積分をせよ」と言われているのと同じですよ。
置き換えを利用してと書いてあるから置換積分してみると(1)の式が出てきたということなんですね...!
「(1)の式」とはどの式をさしていますか?
問題文の(1)の式です
わかりました。そうです。問題の式が出てくるような仕掛けを教えてくれていたのですね。問題の意図を汲んで置換積分を実行すれば解けるという問題でした。(2)はだいぶ面倒ですが。