定積分の問題

■問題

次の問題を積分せよ(定積分).

0 3 x e 3x dx  

■答

1 9 ( 8 e 9 +1 )  

■ヒント

定積分の基本式より

a b f( x )dx= [ F( x ) ] a b =F( b )F( a )  

部分積分法より

f( x ) g ( x ) dx =f( x )g( x ) f ( x )g( x ) dx  

を用いる.

■解説

あらかじめ, x e 3x dx  を求めておく.  

x e 3x dx= x ( 1 3 e 3x ) dx  

として部分積分法を用いる.

与式 = x ( 1 3 e 3x ) dx  

=x( 1 3 e 3x ) x ( 1 3 e 3x ) dx  

部分積分法の公式を適用する)

= 1 3 x e 3x 1( 1 3 e 3x ) dx  

= 1 3 x e 3x 1 3 e 3x dx  

1 3 を積分記号 の前に移せるのは,不定積分の基本式を参照)

= 1 3 x e 3x 1 9 e 3x +C  

C は積分定数)
(これが x e 3x の原始関数である)

よって,定積分の計算式(ヒントの式(1))より

0 3 x e 3x dx= [ 1 3 x e 3x 1 9 e 3x ] 0 3  

となる.

= [ 1 3 x e 3x 1 9 e 3x ] 0 3  

=( e 9 1 9 e 9 )( 0 1 9 )  

= 8 9 e 9 + 1 9  

= 1 9 ( 8 e 9 +1 )  

 

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最終更新日: 2023年11月23日