定積分の計算方法とヒント

このQ&Aのポイント
  • 定積分の計算方法やヒントを説明してもらいたいです。
  • インテグラルの計算について理解ができず困っています。
  • 公式の使い方や変化の過程について具体的に説明してほしいです。
回答を見る
  • ベストアンサー

定積分の計算

読みにくい書き方で申し訳ありません。 インテグラル 0→1 X掛けるeのX乗の2乗(自然低数eをxの2乗で乗じたもの)という問題があるのですが、解答に公式を使ってインテグラル 0→1 eにxの2乗を乗じたもの掛けるx2乗の微分掛ける2分の一と書いてあって、ここまでは理解できるのですが、次にいきなり {2分の一掛けるeにxの2乗を乗じたもの}0→1 となっていて 何故いきなりこうなるのかわかりません。ヒントには公式の形とは少し違うけど、ほぼ同じだから頑張ってと書いてあります。 この間の変化の過程を理解力のない私でも理解できるように説明していただけないでしょうか?よろしくおねがいします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • info22
  • ベストアンサー率55% (2225/4034)
回答No.1

他の多くの質問者や回答者の積分の表現を見て、それをまねて質問の積分表現を書いて頂かないと、質問の式が正しく認識できません。 解答のやり方は、ある程度積分の経験を積んだ方なら、普通にやる解法ですよ。 それが分からないうちは X=x^2と置換して下さい。 dX=2xdx(つまり,xdx=(1/2)dX),x:[0,1}→X:[0,1]となるから ∫[0,1] x*e^(x^2)dx=∫[0,1] {e^(x^2)}xdx =∫[0,1] (e^X)*(1/2) dX =(1/2)∫[0,1] (e^X) dX =(1/2)[e^X] [0,1] =(1/2){(e^1)-(e^0)}=(1/2)(e-1) やっていることは同じです。解答は置換を省略しているだけです。

関連するQ&A

  • 積分

    ∫e^ -x^2dx(インテグラル eの -x^2 乗) は、 e^ -x^2/(-2x) とはできないんですか?? x^2 = u と置いて置換積分するらしいんですが。

  • Y=Xの(1/2)乗の微分について。

    Y=Xの(1/2)乗 の微分は、 『Y=Xのn乗の微分公式Y'=nXの(n-1)乗』を用い、 Y'=(1/2)Xの(-1/2)乗になります。 ところで上の微分公式について、nが自然数の時は微分の定義に式を入れ、展開していって理解ができますが、nが自然数以外(分数)のときでもどうして成り立つかを、おしえて下さい。 ※電気関係の試験勉強のため、数学を復習し直している者です。学校では、何の疑問も無かった(もしかすると疑問があっても考える余裕が無かった)箇所で詰まってしまって・・・

  • 広義積分

    広義積分の問題で、 ∫e^(-x^2) x=[0,∞] (インテグラルeのマイナスx二乗乗) の解が√π/2であることを示すのに、 (与式)^2=∬e^{-1/2(x^2+y^2)} dxdy (与式の二乗は、eの{マイナス二分の一(xの二乗+yの二乗)}乗}をx=[0,∞]、y=[0,∞]で面積分したものに等しい、つまりπ/4) となるのを利用して、極座標に変数変換することによって解けとあったのですが、 これをx=rcosθ、y=rsinθとして計算すると、 どうもrとθの範囲がr≧0、0≦θ≦π/4とならなければならないようなのですが、 なぜπ/4となるのかがわかりません。 どのように考えればいいのでしょうか? わかりにくくて申し訳ありません・・・。

  • 以下の不定積分ができません

    dx/√(2x^2-1)(インテグラルの記号がわかりませんが不定積分です)を求めよ。という問題がわかりません (1)まず分母の√2をくくり出して√(x^2-1/2)としてから不定積分の公式?を用いると 1/√2×ln{x+√(x^2-1/2)}+Cとなります。 (2)しかし、ln{√2x+√(2x^2-1)}の微分が√2/√(2x^2-1)であることから求めると 1/√2×ln{√2x+√(2x^2-1)}+Cとなります。解答にもこちらが載っています (1)はどこか間違えているのでしょうか?

  • この積分の求め方を教えて下さい。お願いします。

    こんにちは、式を打つことができなかったため、添付の通り、手書きで失礼します。 もともとは物理の問題だったのですが、答えを求める最終工程での積分でつまづいており、 何とか解法を教えていただけないかと思いました。 二問ありまして、両方とも式の基本的な骨格は似ているのですが、もしかしたら解法はことなるのかも知れません。 Q1は、「いつのまにやら」解けてしまいました。 u = (x^2 + a^2)として、置換積分を始めたところ、 インテグラルの中身が二つの関数、片方はx、もう片方は(x^2 + a^2)^(-3/2)でありまして、xが uをxについて微分したもので表せることに気付きました。つまりdu/dx = 2x したがって、xは(1/2) du/dx これをインテグラルの中に代入すると、du/dx とdxが中に存在することになり、duで表されてしまいました。すると後は、uについて積分してあげれば答えは出てしまいました。確かに求めた答えはあっているのですが、一体どういった定理・公式を使ったのか、偶然できただけなのか、解いた本人が理解しておりません。どうか、お教え頂ければと思います。 Q2は、途中でつまづいています。そのため、途中の経過も正しい道に進んでいるのかわからなくなってしまいました。基本的には置換積分を使っています。ところが、u = (x^2 + a^2)として置換作業をしようとしても、xが二乗であるため、シンプルにxをuの関数で表すことができません。 本来は、∫f(u) dx/du du と置換積分の公式に乗せたいところですが、dx/duがシンプルに求まりません。つまり、u = (x^2 + a^2)をuについて微分すると、1 = 2x dx/du + 0 となり、dx/duがuの関数に収まってくれません。このため、∫f(u) dx/du du = ∫u^(-3/2) (1/2x) duとなり、インテグラルの中身がまだ二つの文字が含まれ、ここで計算が止まってしまいました。どうか、解法のヒントを与えて頂ければと思います。 この文章や添付で式が見辛いことがあるかと思いますが、すみません。 その際はご指摘頂ければ書き直します。 以上の二点について、どうか宜しくお願い致します。

  • e^(x^2)の積分に関して

    この積分をする場合、1と掛けてると考えて部分積分法を用いてやれば良いのでしょうか? e^(x^2)を部分積分するなら (インテグラル)e^(x^2)dx=(x・e^(x^2))ー((インテグラル)x・(e^(x^2))’)dx になるともうんですが e^(x^2)の微分がどうしていいのかわからないので解けません 誰か詳しく教えていただけるとうれしいです。

  • 定積分の計算

    ∫xe2x乗dxで下端が1で上端が2の定積分を計算する問題がどのようにして計算するかがわかりません。似たような問題をみて計算してみたんですが1/2e4乗になってしまいます。何か公式を使うのでしょうか?解き方を教えて下さいm(__)m

  • 積分の応用のところなのですが・・・

    積分の応用で曲線の長さを求めるものがあるのです。公式で「曲線y=f(x)で(a≦x≦b)のとき∫√1+(y')^2 dx」というのがあって、それを使って y=1/3x^3+1/4x (1≦x≦3) *ただしa>0 の曲線の長さを求める問題があるのですが、どうも答えどうりになりません。私が思うに、公式ではyを微分してそれを二乗しているのですが、そこのところがうまくやれてないのだと思います。y=1/3x^3+1/4x (さんぶんのいち、xの三乗+よんエックスぶんのいち)の微分は、よんエックスぶんのいちを(4x)のマイナス一乗と考えて、エックス二乗-よん、という風に考えたのですがこれがいけなかったのでしょうか?答えは53/6になるようです。 もう解きかたがきになって仕方ありません!!どうして間違えてしまうのでしょう!?教えてください!! 読みづらい文章ですいません。。。

  • 微積分の方法が・・・ 

    積分、微分をやっているのは わかるのですが、 私の知っている公式が、当てはまらずに、 理解できません・・・。 この解答を、もう少しときほぐして 教えてもらえると助かります。 どうぞよろしくお願いいたします。 

  • 微分の計算

    (1)y=log(10)XのX=1における微分係数 (2)y=e^XのX=0における微分係数 (3)y=log(10)Xを微分 (4)y=e^Xを微分 という問題です。()のなかは底としてください。 数学の教科書にはそれぞれ公式として答えだけ だされてしまっていて計算ができません。 それぞれf'(X)=lim<h→0> {f(X+h)-f(X)}/h を使って計算過程も示さなければならないのですが hの部分がうまく消せなくてこまってます!! 計算方法の詳細をおしえてください!!!