定積分の問題

■問題

次の問題を積分せよ(定積分).

∫ 0 π 2 sin 7 x d x

■解説動画

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■答

16 35

■ヒント

ウォリス積分

∫ 0 π 2 cos n x d x = ∫ 0 π 2 sin n x d x = n − 1 n ⋅ n − 3 n − 2 ⋯ 1 2 ⋅ π 2 n − 1 n ⋅ n − 3 n − 2 ⋯ 2 3 ⋅ 1

n :偶数
n :奇数

を用いる.

■解説

ヒントの公式の n に代入する値が 7 (奇数)なので,以下のようになる.

与式 = 6 7 ⋅ 4 5 ⋅ 2 3 ⋅ 1 = 16 35

●別解

∫ 0 π 2 sin 7 x d x

= ∫ 0 π 2 sin 2 x 3 sin x d x

= ∫ 0 π 2 1 − cos 2 x 3 sin x d x

cos x = t とおく置換積分で解く.

d t d x = − sin x より sin x d x = − d t

x : 0 → π 2 のとき t : 1 → 0

よって

= ∫ 1 0 1 − t 2 3 − d t

= − ∫ 1 0 1 − t 2 3 d t

= ∫ 0 1 1 − t 2 3 d t

3乗の展開公式を利用する.

= ∫ 0 1 1 − 3 t 2 + 3 t 4 − t 6 d t

= t − t 3 + 3 5 t 5 − 1 7 t 7 0 1

= 1 − 1 + 3 5 − 1 7

= 21 − 6 35

= 16 35

 

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学生スタッフ作成
最終更新日: 2025年10月28日