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積分について教えてください。

次の等式が理解できません。cos→sinはなんとかよいのですが・・・・・ ∫π/2~0(1-cos4θ)dθ=[θ-sin4θ/4] π/2~0 数学が苦手です。初心者用の解説をよろしくお願いいたします。                                                      

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  • ベストアンサー
  • masudaya
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回答No.2

順々に説明してみます. まず積分の線形性を利用します. 積分の線形性:∫(f+g)dx=∫fdx+∫gdx ∫π/2~0(1-cos4θ)dθ=∫0 toπ/2 1 dθ -∫cos 4θ dθ (普通は1は書きませんで∫dθとします.) 右辺の第1項を(1),第2項を(2)とします. (1)の積分をするには定数の積分を利用します. 定数の積分:∫cdx=cx+C ∴ (1)=[θ]0 to π/2 (2)を積分はご指摘通りです. 三角関数の積分:∫sin x dx=-cos x +C ,∫cos x dx=sin x+C ,∫tan x dx=-log|cos x|+C また置換積分も用います. 置換積分:∫f(u(x))dx=∫f(u)・(dx/du)du 今回程度の場合は頭の中でやる場合が多いですが, これから∫cos 4θ dθは次のようになる. ∫cos 4θ dθ=∫cos u (dθ/duθ)du=1/4∫cos u du=(1/4)sin u+C=(1/4)sin 4θ+C ∴ (2)=積分[(1/4)sin 4θ] 0 to π/2 上記二つを合わせるので ∫π/2~0(1-cos4θ)dθ=[θ-(1/4)sin 4θ]0 to π/2 となります.分かりましたでしょうか.

TAKO52
質問者

お礼

優しいご回答とヒントをいただき、ありがとうございました。 簡単な置換積分の例題とつき合わせながら、ようやく導けました。 もっと理解できる様に頑張りたいと思います。

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その他の回答 (1)

noname#199411
noname#199411
回答No.1

1→θの方は大丈夫ですよね? であれば、後は単なる合成関数の積分です。 教科書の該当部分をきっちり理解して 慣れるまでは x=4θ などと変数変換して計算してみて下さい。 慣れてきたら見ただけですぐ分かるようになります。 ここまで ∫a~b(関数)dθ=[その原始関数] a~b は分かっているものとして書きましたが、 もしここが理解できていない場合は、これも教科書の該当部分を参照して下さい。 これはやり方さえ覚えておけばいいです。

TAKO52
質問者

お礼

早々にご回答ありがとございました。 早速、合成関数の勉強をしたいと思います。

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