積分の計算に関する疑問

このQ&Aのポイント
  • 質問者は積分の計算について疑問を持っています。
  • 具体的な計算式を示し、答えが0にならないことに疑問を抱いています。
  • 解答をするために試した手順を説明し、どうすれば良いかを尋ねています。
回答を見る
  • ベストアンサー

積分の計算ですが…

I_n =∫(0~Π/2) {sin(nx)/sinx} dx (書き方が合ってるか分かりませんが" _ "の後ろのものは右下に付いてる小さいやつです。名前知らなくてすみません)、とするとき I_(2n+2) -I_(2n) の値を求めよ という問題があって、答えが0になるはずなんですけど、なりません。 一応やったのがこうです。 I_(2n+2)-I_(2n) =∫(0~Π/2){sin(2nx+2x)/sinx}dx-∫(0~Π/2){sin(2nx)/sinx} dx =∫(0~Π/2)[{sin(2nx+2x)-sin2nx}/sinx]dx   sinA-sinB= 2sin{(A-B)/2}cos{(A+B)/2}より =∫(0~Π/2) {2 sinx cos(2nx+x)}/sinx dx =2∫(0~Π/2) cos(2nx+x) dx   t=2nx+xとおくとdx=dt/(2n+1)   x:0→Π/2 ⇒ t:0→nΠ+Π/2 =2/(2n+1)∫(0~nΠ+Π/2)costdt ={2/(2n+1)}*[sint](0~nΠ+Π/2) ={2/(2n+1)}*sin(nΠ+Π/2) となってしまいます。どうすれば良いでしょうか? お願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
noname#5277
noname#5277
回答No.1

僕も計算してみましたが、同じ結果になりました。 もう少し書き換えるなら、  I_(2n+2)-I_2n=2{(-1)^n}/(2n+1) とはなりますが。 n→∞のときなら確かに0になりますが、、、、 問題が間違っているのではないでしょうか?

j_takoyaking-man
質問者

補足

問題が間違ってるとは思えないんですけど…。まあたまに印刷ミスありますけど。 nに2n+2を代入するということが間違ってるんですかねぇ… どなたかお願いします。

関連するQ&A

  • 積分 証明 問題

    積分 証明 問題 ∫[0~π](x・sinx)dxを求めよ。 I=∫[0~π](x・sinx)dxとおく。 x=π-tとおくと、dx/dt=-1、積分範囲はπ~0 I=∫[π~0](π-t)・sin(π-t)(-dt) =∫[0~π](π-t)・sin(π-t)dt =∫[0~π](π-t)・(sint)dt 2I=∫[0~π](x・sinx)dx+∫[0~π](π-x)・(sinx)dt  =∫[0~π]πsinxdx  =2π I=π 一点分からない点があります。 ∫[0~π](π-t)・(sint)dt=∫[0~π](π-x)・(sinx)dt について。単純にtをxに置き換えただけだと思いますが、 x=π-tと置換しているのに、t=xと同じ変数を使って再度 置換して良いのでしょうか? 以上、ご回答よろしくお願い致します。

  • 積分の計算です

    int _{0}^{π}sin(nx+α)dx 「これはxの範囲が0≦x≦πだからsinの中身のnx+αの範囲と異なっている。だからnx+α=tとおいてtの積分として計算をする」と書いてありました。 他の例としては、 int _{-π}^{π}|3x|(cos3nx)^2dx int _{0}^{1}x|(cosπx)^2|dx これらもそれぞれ3x=t,πx=tとおいてありました。 しかし、int _{0}^{π}(π-x)sinnxdx は[(π-x)(-1/n)cosnx]_{0}^{π} -(1/n)int _{0}^{π}cosnxdx と普通(?)に計算してあります。 これも最初の例と同様に「0≦x≦πだがsinの中身がnxと範囲が異なるのでnx=tと置く」とできる気がするのですが…。 上と下の違いが分かりません。 よろしくお願いします。

  • 積分計算

    以下の積分計算、間違っているのですが、どこで間違っているのかご指摘お願いいたします。 ∫{(sin x)^3・cos x }dx cos x = t とおくと、 -sin x ・ dx = dt よって、与式は ∫-(sin x)^2 ・ t ・ dt = ∫ (t^2 - 1)t・dt = 1/4 (t^4 - 2t^2) = 1/4 (cos x)^2 {(cos x)^2 -2}

  • 積分について

    dx/dt=3acos^2t(-sint) dy/dt=3asin^2tcostのとき、 (dx/dt)^2+(dy/dt)^2 =9a^2cos^2t+sin^2t この計算過程を教えてください。

  • 積分の問題です。先ほども質問させてもらいましたが、

    積分の問題です。先ほども質問させてもらいましたが、 自分なりに解いた答えと、皆さんの答えが違っていました。 どこが違うのか、考え方が違うのか教えてください。 ※パソコンでの書き方が慣れていないため、かっこの付け方や  途中式で見ずらいものがあると思います。お許しください。 次の定積分を求めよ。  (1)∫(0~π/2)sin^2xcos^3xdx    =∫(0~π/2)sin^2(1-sin^2)cosxdx    =∫(0~π/2)(sin^2-sin^4)cosxdx    =∫(0~π/2)sin^2(cosx)-sin^4(cosx)dx    =[(1/3)sin^3x-(1/5)sin^5x](0~π/2)    =(1/3-1/5)-0    =2/15  (2)∫(0~1)xtan^-1xdx    t=tan^-1xとおくとx:0→1のときt:0→π/4     x=tant dx=1/(cos^2t)dt     ∫(0~1)xtan^-1xdx     =∫(0~π/4)tant/cos^2tdt     =∫(0~π/4)(sint/cost)(1/cos^2t)dt     =∫(0~π/4)sint/cos^3tdt     =∫(0~π/4)(cos^-3t)(sint)dt     =[(1/2)cos^-2(t)](0~π/4)     =(1/2)(1/(1/√2)^2)-(1/2)(1/(1^2)     =1-(1/2)=1/2 と解きました。長くなりましたが、よろしくお願いします。

  • 積分計算

    積分の計算をしたのですが 解答と違うのでどこが違うか指摘をお願いします 問題 ∫dx/√((x-1)^2-1)  (範囲は2から4)・・(1) 解答では (1)=log|x-1+√(x(x-2))| となるので log|x-1+√(x(x-2))|=log(3+2√2) そして自分の回答 x-1=1/costとおいて tの範囲が0からα(ただしcosα=1/3 sinα=2√2/3) dx=(tant/cost)dt (x-1)^2-1=(1/cos^2t)-1=tan^2t よって ∫(1/tant)(tant/cost)dt=∫(1/cost)dt=∫(cost/(1-sin^2t))dt ここで sint=uとして uの範囲が0から2√2/3 du=costdt ∫(1/1-u^2)du=1/2∫(1/1+u^2)+(1/1-u^2)du =1/2log(1+u)(1-u) =1/2log1/9 となってしまします よろしくお願いします

  • 積分の計算

    ∫1/√(x^2+1)dxをもとめよ。 x=tanθとおくと、dx=dθ/cos^2θ 与式=∫(dθ/cosθ)=∫cosθ/(1-sin^2θ)dθ sinθ=tとおくと、cosθdθ=dtより、 与式=∫dt/(1-t^2) =1/2((1/1-t)+(1/1+t))dt =1/2(-logI1-tI+logI1+tI)+C(絶対値) =1/2log{(1+t)/(1-t)}+C =1/2log{(1+sinθ)/(1-sinθ)}+C =1/2log{(1+sinθ)^2/cos^2θ}+C =log(1+sinθ/cosθ)+C とやって、tanθ=xを使って復元できなくなりました。 助けてください

  • 定積分

    ∫[1→2](sinπx)^2dx この問題なんですが、置換積分を用いて t=πxとおいて dx=dt/π tの範囲は[π→2π] ∴∫[π→2π](1/π)(sint)^2dt =(1/π)∫[π→2π](sint)^2dt =(1/π)[(1/3cost)(sint)^3][π→2π] =0 ってなったんですが答えは1/2でした。 どうすればいいでしょうか?

  • 不定積分

    ∫cos^2x/(1+sinx) dx という問題があるのですが模範解答は分子を1-sin^2と変形して 約分をし簡単な形に持っていく形式を取っています。私もこれは理解できます。 答え、x+cosx+C 私は違うやり方でやってみたのですが答えが合わずしかも納得がいかないという 悪循環になってしまいました。 下に私のやった方法を書くので間違いを指摘していただければと思います。 ∫cos^2x/(1+sinx) dx sinx=tとおくと cosxdx=dtだから与式は ∫cosx/(1+sinx) dt =∫t'/(1+t) dt =∫(t+1)'/(1+t) dt =log|t+1|+C =log(sin+1)+C お願いいたします

  • 数学 積分法

    数学でわからない問題があります。 cos^3xsinxを積分したいのですが、うまくいきません。 私が考えたのはこういうものです。 sinx=tとおく。cosxdx=dt cos^3xsinx=cos^2xcosxsinx また、cos^2x=1-sin2xより ∮cos^3xsinx dx=∮(1-t^2)t dtとなる。 よって1/2t^2-1/4t^4+Cより 1/2sin^2x-1/4sin^4x+C (Cは積分定数) こうしたのですが違いました。 cosx=tとすると解答と一致し、 -1/4cos^4x+C となりました。 sinx=tのやり方のどこが間違っているのかわかりません。 教えてください。