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y=xex (x≥0) の逆関数を y=f(x) とおく.
定積分 ∫e0f(x)dx を求めよ.
e−1
y=xex (x≥0) の逆関数を y=f(x) とおいているので,y=f(x)⇔x=f−1(y)=yey となる.
よって,∫e0f(x)dx の積分変数x はx=yey (y≥0) と表せるので,x=yey とおく置換積分をする.
逆関数をy=f(x) とおく.
x=yey の両辺をy で微分して
dxdy=1⋅ey+yey
=(1+y)ey
dx=(1+y)eydy
x=yey において,
x=0 のとき,y=0
x=e のとき, y=1
よって,逆関数の積分範囲は,0から1までとなる.
dx=(1+y)eydy と,y=f(x) を代入して,
∫e0f(x)dx
=∫10y⋅(1+y)eydy
部分積分して,
=[(y+y2)ey]10−∫10(1+2y)eydy
={(1+12)e1−(0+02)e0}−([(1+2y)ey]10−∫102eydy)
=2e−{(1+2)e1−(1+0)e0−2[ey]10}
=2e−{(3e−1)−2(e1−e0)}
=2e−(3e−1−2e+2)
=2e−(e+1)
=e−1
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最終更新日: 2023年11月24日