問題を解くのに必要な知識を確認するにはこのグラフ図を利用してください.

不定積分の問題

■問題

次の問題を積分せよ(不定積分).

1x2+5dx1x2+5dx

■解説動画

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■答

log|x+x2+5|+Clogx+x2+5+C         ( CC は積分定数)

■ヒント

1x2+Adx1x2+Adx =log|x+x2+A|+C=logx+x2+A+C (ここを参照)

の公式を用いる.

■解説

1x2+5dx1x2+5dx

この問題では,公式の AA55より,これを公式にあてはめると

=log|x+x2+5|+C=logx+x2+5+C

■別解

1x2+5dx1x2+5dx =15(x5)2+1dx

x5=tant12π<t<12π )とおき置換積分をする.

x=5tantdxdt=5cos2tdx=5cos2tdt tant の微分はここを参照

よって

与式= 15tan2t+15cos2tdt

=151cos2t5cos2tdt

12π<x<12π では cosx>0 より,簡単に√を取り除くことができる.

=151cost5cos2tdt

=1costdt

=12log(1+sint1sint)+C この計算はここを参照

sint を変数 x で表す.以下のように計算する.

xa=tant より

(x5)2=tan2t=1cos2t1 三角関数の相互関係を参照

1cos2t=x25+1=x2+55

cos2t=5x2+5

1sin2t=5x2+5 三角関数の相互関係を参照

sin2t=15x2+5=x2x2+5

sint=xx2+5


1+sint1sint を変数 x で表す.以下のように計算する.

1+sint1sint=1+xx2+51xx2+5

=x2+5+xx2+5x

=(x2+5+x)2(x2+5x)(x2+5+x)

=(x2+5+x)252

=12log(x2+5+x)25+C

=12log(x2+5+x)2+12log5+C

=log(x2+5+x)+C この対数の計算公式を参照  ・・・・・・(3)

ただし, C=12log5+C とおいている.

x2+5+x>0 より,絶対値をとらなくてもよい.

■確認問題

求まった答  log|x+x2+5|+C を微分し,積分前の式 1x2+5 に戻ることを確認しなさい.


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最終更新日: 2025年3月6日

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