不定積分の問題

不定積分の問題

■問題

次の問題を積分せよ(不定積分).

∫ ( 5 x 4 − 3 x 2 + 3 x 2 ) d x  

■答

x 5 − x 3 + x x + C ( C は積分定数)

■ヒント

基本となる関数の積分より

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

の公式を用いる.

■解説

∫ ( 5 x 4 − 3 x 2 + 3 x 2 ) d x  

計算しやすいよう, x を累乗の形に変換すると,

与式 = ∫ ( 5 x 4 − 3 x 2 + 3 2 ⋅ x 1 2 ) d x

( x = x 1 2 は 指数が有理数の場合を参照) 

= ∫ 5 x 4 d x − ∫ 3 x 2 d x + 3 2 ∫ x 1 2 d x  

(不定積分の基本式の2つ目の式を参照)

= 5 ∫ x 4 d x − 3 ∫ x 2 d x + 3 2 ∫ x 1 2 d x  

= 5 ⋅ 1 4 + 1 x 4 + 1 − 3 ⋅ 1 2 + 1 x 2 + 1 + 3 2 ⋅ 1 1 2 + 1 x 1 2 + 1 + C

(公式にあてはめる) 

= 5 ⋅ 1 5 x 5 − 3 ⋅ 1 3 x 3 + 3 2 ⋅ 2 3 x 3 2 + C  

= x 5 − x 3 + x 3 2 + C  

x 3 2 を x x の形に戻して,(指数が有理数の場合を参照) 

= x 5 − x 3 + x x + C ( C は積分定数)

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最終更新日:2025年3月6日