定積分の基本式(8) 奇関数の場合

定積分の基本式(8) 奇関数の場合

∫ −a a f( x ) dx=0   ( f( x ) :奇関数)

■導出

∫ −a a f( x ) dx = ∫ −a 0 f( x ) dx+ ∫ 0 a f( x ) dx   ・・・・・・(1)

右辺の第1項について, x=−t とおき置換積分する.

dx dt =−1 より, dx=−dt   ( x:−a→0, t:a→0 ) なので

∫ −a 0 f( x ) dx= ∫ a 0 f( −t ) ⋅( −1 )dt

=− ∫ a 0 f( −t ) dt

= ∫ 0 a f( −t ) dt

 (∵ ∫ a b f( x ) dx=− ∫ b a f( x ) dx  ここを参照)

f( x ) が奇関数なので −f( t )=f( −t ) となり

=− ∫ 0 a f( t ) dt

また,変数を t から x に置き換えても積分値は変わらないので

=− ∫ 0 a f( x ) dx

と表すことができる.よって,(1)式は以下のようになる.

∫ −a 0 f( x ) dx+ ∫ 0 a f( x ) dx

=− ∫ 0 a f( x ) dx+ ∫ 0 a f( x ) dx =0

以上より

∫ −a a f( x ) dx=0

 

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学生スタッフ作成
最終更新日: 2023年7月30日