積分同士の等式の証明方法と解法

このQ&Aのポイント
  • 積分同士の等式の証明方法と解法をまとめました。
  • ∫[0 π/2]sin^3x/(sinx+cosx)dx=∫[0 π/2]cos^3x/(sinx+cosx)dxの証明方法について解説します。
  • 積分を利用して、∫[0 π/2]sin^3x/(sinx+cosx)dx-∫[0 π/2]cos^3x/(sinx+cosx)dx=0を導く方法を紹介します。
回答を見る
  • ベストアンサー

積分同士の等式の証明です。

積分同士の等式の証明です。 ∫[0 π/2]sin^3x/(sinx+cosx)dx=∫[0 π/2]cos^3x/(sinx+cosx)dxの証明です。 解けましたが、無駄に長大になっている気がします。 スマートな方法を教えてください。 ∫[0 π/2]sin^3x/(sinx+cosx)dx-∫[0 π/2]cos^3x/(sinx+cosx)dx=0 a=sinx b=cosx (a^3-b^3)/(a+b)の分母をなんとかします。 {(a+b)^2(a-b)-ab(a-b)}/(a+b) ={(a+b)^2(a-b)(1-ab)}/(a+b) =(a+b)(a-b)(1-ab) =(a^2-b^2)(1-ab) =a^2-b^2-a^3b+ab^3 何とか微分できそうです。 ∫[0 π/2]sin^2x dx-∫[0 π/2]cos^2x dx-∫[0 π/2]sin^3x*cosx dx-∫[0 π/2]sinx*cos^3x dx = (π/4)-(π/4)-(1/4)+(1/4)=0∴等式である。 たぶん解けていると思いますが、もっと良いやり方を教えてください。 宜しくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • spring135
  • ベストアンサー率44% (1487/3332)
回答No.1

u=π/2-x を用いると積分の左辺は ∫[0 π/2]sin^3x/(sinx+cosx)dx =∫[π/2 0]cos^3u/(sinu+cosu)(-du) =右辺 QED

izayoi168
質問者

お礼

有難うございます、自分がいかに無駄な事をしていたか理解できました。

関連するQ&A

  • 積分問題

    A=∫[0→π/2](sin^3x)/(sinx+cosx)dx B=∫[0→π/2](cos^3x)/(sinx+cosx)dx (1)A+Bを計算せよ。 (2)AとBが等しいことを示せ。 (3)Aの値を求めよ。 (1)A+B=∫[0→π/2]{(sin^3x)+(cos^3x)}/(sinx+cosx)dx =∫[0→π/2](1+sinx+cosx)/(sinx+cosx)dx =∫[0→π/2][{1/(sinx+cosx)}+1]dx =∫[0→π/2][{1/√2sin(x+π/4)}+1]dx =[0→π/2][1/{√2log tan(x/2-π/8)}+1]dx =1/{√2log tan(π/8)} + π/2 - 1/{√2log tan(-π/8)} =(2/√2)log tan(π/8) + π/2 になったのですがこのような方法でよろしいのでしょうか? (2)に関しては、どのようにして行ってよいのかわかりません。 (3)もどうようにわかりません。 教えて頂けないでしょうか? よろしくお願い致します。

  • いろいろな積分

    (1)∫cosx^3/(sinx^(1/2)dx (2)∫x^2(2ax-x^2)^(1/2)dx (3)∫(logx)^4/xdx (4)∫(arcsinx)^4dx (5)∫1/(a^2sinx+b^2cosx)dx (6)∫(1-x^2)^ndx これらの問題を解く上で、解説をして欲しいです。(1)については、すべてsinにすればいいのでしょうか?糸口が見えません。(2)は部分積分がいいでしょうか。(2ax-x^2)^(1/2) これを積分?(3)(logx)^5を微分すると形が見えてきますね。(6) は部分積分のにおいがしますが、どうしたらいいのやらと。それで分かるのだけでも協力いただけたら幸いです。結局(3)以外ほとんど駄目なのです。

  • 積分がわかりません

    いくつかわからないので教えていただきたいです。∫は省略します。 まずlog(1+√x)dxですが、t=√xと置換してdx=2tdtとなり 2tlog(1+t)dtとなります。しかしここからのやり方がわかりません。 次にcos^3xsin^2xdxですが、部分積分を使ってやってみたのですがどうもうまくいきません・・・しかし部分積分を使うのは間違いなさそうなんです。 次に(1/(x^3-x))dxですが、この式は1/x(1-x)(1+x)に変形できます。 分母が2つの掛け算ならば部分分数にできるのですが3つの掛け算なのでどうしたらいいのかわかりません。 次に(x/(x^3+1))dxですが、この式をx/(x+1)(x^2-x+1)と変形したあとのやり方がわかりません。 最後に、これが一番聞きたいことなんですが (1/cosx)dxの積分です。 分子分母にcosxを掛けてcosx/cos^2xとします。 sinx=tとおくと、dx=dt/cosxとなり、最初の式はdt/(1-t^2)になります。 部分分数にして1/2∫(1/(1+t)+1/(1-t))dtになります。 よって1/2(log|1+t|-log|1-t|)=1/2log|(1+sinx)/(1-sinx)|になりますよね?? でも、解答にはlog|(1+sinx)/cosx|って書いてあるんです。 どこが間違ってるのかわかりません。 以上長いですが教えていただけたら幸いです。

  • 積分

    微分について誰か教えてください。 できれば、チョー詳しく。 (1)  π/3 ∫ [{sinX・(cosX)^2}/(1+cos) ]dx   0 cosX=tとおくと、dt/dx=-sinXまでしかわかりません。 (2) ∫ {dx/(x^2‐2x-3)}   1/(x^2-2x-3)=1/(x+1)(x-3) までしかわかりません。

  • 等式証明の問題

    等式証明の問題 等式証明問題です。 (2)を教えてください。 (1) ∫[0→∞]{(x-t)^2}•costdt を計算せよ。 答え:2(x-sinx) になりました。 (2)等式 x-sinx=(x•θ^2)•cos(x-θ) を満たすθ(|θ|<|x|)が存在することを示せ。 という問題です。 x-sinxが共通なので、(1)を使うのではないかと思うんですが、文字を置き換えたりして変形しても上手くいかないので、教えてください。 ((3)に広義積分の積分の存在の証明があるので、(1)はそこで使い(2)は単独の問題の可能性もありますが。)

  • 積分区間

    積分区間(cosx=0) ∫(0~π/2)sinx/(sinx+cosx)dxを求めよ。という問題で、分母分子をcosxで割るという方針を思いついたのですが、積分区間は0≦x≦π/2なのか、0<x<π/2かで状況が変わるため、 困っております。どちらでしょうか?

  • 三角不等式の解き方

    (1)三角不等式cos2x+7cosx-3≦0 (0゜≦x≦360゜)を解け。 2cosx^2+7cosx-4≦0 (2cosx-1)(cosx+4)≦0 ・・・※ ここでcosx+4>0より、 cosx≦1/2 よって60゜≦x≦300゜ ※部分なのですが、(2cosx-1)が0以下でないといけなくて、(cosx+4)は常に+と考える みたいですが、どうしてこうなるのでしょうか。 積は0以下にならないといけないから、積の組み合わせは正と負となるのはわかる んですが、どうして、 ・(2cosx-1)が0以下でないといけない ・(cosx+4)は常に+ なのでしょうか。 (2cosx-1)が常に+、(cosx+4)は0以下としてはならない理由がわかりません。 それと、細かい話ですが、cosx+4>0の>は≧としてはいけないのはどうしてでしょうか。 (2)三角不等式cos2x+3sinx+1≧0 (0゜≦x≦360゜)を解け。 -2sin^2x+3sinx+2≧0 (2sinx+1)(sinx-2)≦0 sinx-2<0より、2sinx+1≧0 ・・・※ sinx≧-1/2 よって、0゜≦x≦210゜、330゜≦x≦360゜ やはりこちらも※部分でつまづいてます。 なぜ正と負をこのように決められるのでしょうか。 しかも、最後の角の大きさを求めるとき、sinx≧-1/2のときの場合だけ求めて、 sinx<2についてはふれられてないのはどうしてなのでしょうか。 よろしくお願いします。

  • 積分(不等式の証明)

    ∫(1/0):f(x)dx ←関数f(x)を0~1まで積分するという意味とします。 【問】 不等式{∫(1/0):(x-a)(x-b)dx}^2≦∫(1/0):(x-a)^2dx∫(1/0):(x-b)^2dxを証明せよ。 この問題の左辺を (-1/2a-1/2b+ab+1/3)^2 にまで崩して、地道に展開しにかかる方法しか思いつかなったのですが、手っ取り早い展開の方法はあるでょうか? 略解は (b^2 - b + 1/4)a^2 - (b^2 - 7/6b + 1/3)a + (b^2/4 - b/3 + 1/9)となっています。

  • 三角関数の積分

    1/三角関数 の積分は必ずできると聞いたのですが、本当でしょうか。 例えば 1/sinx です。 ∫1/sinxdx を試してみたのですが、うまくできませんでした。 ∫sinx/sin^2xdx とし、 ∫sinx/(1-cos^2x)dx  cosx=tとおく。 dx = -1/sinx 与式 = -∫1/(1-t^2)dt = -(1/2)∫{(1/1+t)+(1/1-t)}dt = log|sinx| + C となりました。 しかし、これを微分しても与式になりません。 どこか間違っているのでしょうか。 答えでは、log|tan1/2| となっていたと思います。 あと、 ∫1/cosxdx と ∫1/tanxdx も答えだけでも良いので教えていただきたいです。

  • 数III 定積分の問題

    以下の定積分の問題が上手く問けません。 ∫{0→π/2}√(1+sinx)dx というものなのですが、 1+sinx=tとおいて置換積分をすると dx=dt/cosx となって、tとxが一緒に出てきてしまいってどうしたら良いか分からず、sinx=tとおいても同じような結果になってしまいました。 π/2-x=tとおいてもsinがcosに入れ替わっただけになってしまい、煮詰まってしまいました。 ヒントや考え方の指針でも良いので教えて頂けると嬉しいです。