• ベストアンサー

積分計算で・・・

∫(-∞ ~ +∞)1/(x^2+a^2)^3/2 dx = 2/(a^2) らしいのですが、 なぜこうなるのか過程がわかりません。 どなたか解法を教えてください。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • aqfeplus
  • ベストアンサー率50% (15/30)
回答No.1

1/(x^2 + a^2)の形の積分は、x=a*tanθの変換をするのが常套手段です。 x=a*tanθとおくと、dx = a*dθ/cos^2(θ) 積分範囲は-π/2~π/2 ∫(-∞ ~ +∞)1/(x^2+a^2)^3/2 dx =∫(-π/2 ~ π/2) (1/a^3)* 1/(1+tan^2(θ))^3/2 * ( a*dθ /cos^2(θ) ) =∫(-π/2 ~ π/2) (1/a^2)* cosθ dθ 後は分かるでしょう。

buturide
質問者

お礼

なるほど! そうすればよかったんですか!! ありがとうございました^^

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

その他の回答 (2)

  • info22
  • ベストアンサー率55% (2225/4034)
回答No.3

#2です。 >なんだか難しい方法ですね;;; 一見、難しそうに見えるが、式の変形を追えば、 単純な式の変形をして積分しているだけ。 何の置換もしないで、微分の発想をすれば、 簡単に積分できてしまいます。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。
  • info22
  • ベストアンサー率55% (2225/4034)
回答No.2

I=∫(-∞,+∞)1/(x^2+a^2)^(3/2) dx =2∫(0,+∞)1/(x^2+a^2)^(3/2) dx =(2/a^2)∫(0,+∞)(x^2+a^2-x^2)/(x^2+a^2)^(3/2) dx =(2/a^2)∫(0,+∞){1/(x^2+a^2)^(1/2)-(x^2)/(x^2+a^2)^(3/2)} dx =(2/a^2)[x/(x^2+a^2)^(1/2)](0,+∞) =2/a^2

buturide
質問者

お礼

なんだか難しい方法ですね;;; やってみます。 ありがとうございました。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

関連するQ&A

  • 定積分の解法

    以下の定積分が計算の過程で出てきたのですが、解くことができません。 どうか解法をご享受ください。 ∫√(a^2+1-k^2-x^2)dx 積分区間は0から√(1-k^2)で、aとkは定数です。

  • 積分計算

    ∫((x^(2)-1)^(-1/2) (x^2 -1)') dx =2(x^2-1) + C ということですが、この計算の過程を教えて下さい。 (x^2 -1)' = d/dx (x^2 -1) の意味で使用しています。(書くとややこしくなりそうだったので…)

  • 積分計算です

     ∫√(x'2-1)dx 過程を含め詳しく教えてください。

  • 定積分の面積計算に関して。

    面積を求める問題で、 参考書には計算過程は何も書かずに ∫[0→1]x(x-1)(x-a)dx=(1/6)a-(1/12) というように書かれていました。 これは普通に求めるのではなく、 何か公式のようなものがあるのでしょうか? (「-a/6(β-α)^3 」公式は知っていますが・・・。)

  • 絶対値つきの積分の計算です。

    ∫[|x|<1] log(1/|x|) dx は計算するとどうなるのでしょうか? 色々調べてみましたが分からないので、解法を教えていただきたいです。 どなたかよろしくお願いいたします><

  • 積分

    (1) ∫dx/(1+x^2)^2 (2) ∫√(a^2-x^2)dx (a>0) この問題を過程も詳しく書いて、解を求めてください。

  • 定積分の計算

    以下の定積分の計算をしたのですが、自信がありません。 間違っていないか、ご指導お願いします。 (1) ∫{0→1} x(1-x) dx = ∫{0→1} (1/2)x^2 - (1/3)x^3 dx = ∫{0→1} (1/6)(3x^2 - x^3) dx = ∫{0→1} (1/6)x^2(3-x)dx = [(1/6)x^2(3-x)]{0→1} = [(1/6)・1・(3-1)]-[(1/6)・0・(3-0)] = (1/6) (2) ∫{0→(π/2)} cos x dx 公式 ∫cos x=sin x+Cより =[sin x]{0→(π/2)} =[sin (2/π)]-[sin 0]=1-0=1 (3) ∫{0→3} 3/(x^2+9) dx 公式 ∫1/(a^2+x^2) dx=(1/a)tan^(-1)(x/a)+Cより =∫{0→3} 3/(x^2+3^3) dx =[3・(1/3)tan^(-1)(x/3)]{0→3} =[3・(1/3)tan^(-1)(3/3)]-[3・(1/3)tan^(-1)(0/3)] =tan^(-1)(1)=arctan(1)=π/4

  • 積分

    ∫x^2/(x^2+a^2)dx この問題を過程も詳しく書いて、解を求めてください。

  • 積分計算

    ある入試問題の解答を読んでいて 積分計算の変形の仕方が分からない部分があります 積分路は全て 0→a    ∫x^2 (a-x)^(-1/2) dx   4∫x (a-x)^(1/2) dx 8/3∫ (a-x)^(3/2) dx これらの式が全て等しいらしいのですが何故こうなるのか分かりません どなたか教えてください

  • 積分の計算過程で・・・

    いつもお世話になっています。 (1) 積分の計算過程で、 1/2a∫(1/(x-a)-1/(x+a))dx = 1/2a∫(1/(x-a)d(x-a)-1/(x+a))d(x+a)) と置き換えれるのはなぜでしょうか?? (2)x>0 の範囲で x/1+x < log(1+x)・・底はe < x の証明問題でグラフを書いて求めてる方法を使ったのですが、計算で求めることはできないでしょうか? 以上よろしくお願い致します。

ログインできない
このQ&Aのポイント
  • ログインできない問題についての相談やトラブルの経緯、試したこと、エラーなどを教えてください。
  • お使いの環境(OS、接続方式、関連するソフト・アプリ、電話回線の種類)について教えてください。
  • ブラザー製品に関する質問です。ログインできない問題のご相談やトラブル解決に役立つ情報をお教えください。
回答を見る