次の重積分の値を求めよ.
∬ D ( x+2 )dxdy ( D : −1≦x≦1 , 0≦y≦ x 2 +1 )
16 3
領域 D より変数 x と変数 y の積分範囲を決定する.
次に, x を定数とみなして y について積分し,その結果を更に x で積分する.
領域 D より
∬ D ( x + 2 ) d x d y
= ∫ − 1 1 ( ∫ 0 x 2 + 1 ( x + 2 ) d y ) d x
まず, ∫ 0 x 2 +1 x+2 dy を計算する. x を定数とみなして y について積分する.
= ∫ − 1 1 [ x y + 2 y ] 0 x 2 + 1 d x
= ∫ − 1 1 { x · ( x 2 + 1 ) + 2 ( x 2 + 1 ) − ( x · 0 + 2 · 0 ) } d x
= ∫ − 1 1 ( x 3 + x + 2 x 2 + 2 − 0 ) d x
= ∫ − 1 1 ( x 3 + 2 x 2 + x + 2 ) d x
更に x で積分する.
= [ 1 4 x 4 + 2 3 x 3 + 1 2 x 2 + 2 x ] − 1 1
= 1 4 · 1 4 + 2 3 · 1 3 + 1 2 · 1 2 + 2 · 1
− { 1 4 · ( − 1 ) 4 + 2 3 · ( − 1 ) 3 + 1 2 · ( − 1 ) 2 + 2 · ( − 1 ) }
= 1 4 + 2 3 + 1 2 + 2 − ( 1 4 − 2 3 + 1 2 − 2 )
= 1 4 + 2 3 + 1 2 + 2 − 1 4 + 2 3 − 1 2 + 2
= 4 3 + 4
= 4 + 12 3
= 16 3
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最終更新日: 2023年8月3日