不定積分の問題

■問題

次の問題を積分せよ(不定積分).

∫ 3x ( x+4 ) 3 dx

■答

3 5 ( x+4 ) 5 −3 ( x+4 ) 4 +C  ( Cは積分定数)

■ヒント

基本となる関数の積分より

∫ x α dx= 1 α+1 x α+1 +C  ( Cは積分定数) ・・・・・・(1)

の公式を用いる.

■解説

∫ 3x ( x+4 ) 3 dx

x+4=t と置き,置換積分する.

dt dx =1  →  dx=dt

x=t−4

よって

与式 = ∫ 3( t−4 ) t 3 dt

( x+4=t , x=t−4 , dx=dt を代入した)

= ∫ ( 3 t 4 −12 t 3 )dt

= 3 4+1 t 4+1 − 12 3+1 t 3+1 +C  ( Cは積分定数)

(ヒントの式(1)を参照)

= 3 5 t 5 −3 t 4 +C

= 3 5 ( x+4 ) 5 −3 ( x+4 ) 4 +C  ( Cは積分定数)

 

■確認問題

求まった答え 3 5 ( x+4 ) 5 −3 ( x+4 ) 4 +C を微分し,積分前の式 3x ( x+4 ) 3 に戻ることを確認しなさい.

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最終更新日: 2023年11月24日