不定積分の計算方法と置換不定積分法の使用例

このQ&Aのポイント
  • 不定積分の計算について詳しく解説します。
  • 置換不定積分法を使用して計算を行う方法を具体的な例とともに紹介します。
  • 計算の途中で分かりにくくなる場面についても解説します。
回答を見る
  • ベストアンサー

不定積分の計算について

不定積分の式で置換不定積分法で解いてますが、 下記は参考書にのっていたものです。 計算をみていくと、どうしてもわからない場所が出てきました。 計算式の最後から2番目より分かりません。教えてください宜しくお願いします。 ∫x(5x-2)^3 dx t=5x-2 とおくと dt=5dx すなわちdx=(1/5)dtとなる。 またx=(t+2)/5 = ∫(t+2)/5 ・t^3 ・ (1/5)dt =1/25 ∫(t^4 + 2t^3 )dt =1/25(1/5t^5 + 2・1/4t^4)+C =1/25(1/5 (5x-2)^5 + 1/2(5x-2)^4 ) + C =1/250 (5x-2)^4 {2{5x-2}+5) + C ← ここから分かりません =1/250(5x-2)^4 (10x+1) + C     ←

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • alice_44
  • ベストアンサー率44% (2109/4759)
回答No.3

積分自体は = 1/25 { 1/5 t^5 + 1/2 t^4 } + C で済んでいて、あとは多項式の整理ですね。 比較的、各ステップの変形内容が見えやすいような 書き方になっていると思うけれど… 一点め:  1/25 { 1/5 (5x-2)^5 + 1/2 (5x-2)^4 } + C = 1/250 (5x-2)^4 { 2(5x-2) + 5 } + C { 1/5 (5x-2)^5 + 1/2 (5x-2)^4 } から 共通因子 1/10 (5x-2)^4 を括り出した。 1/5 (5x-2)^5 + 1/2 (5x-2)^4 = { 1/10 (5x-2)^4 }{ 2(5x-2) } + { 1/10 (5x-2)^4 }{ 5 } = { 1/10 (5x-2)^4 }{ 2(5x-2) + 5 } 二点め:  1/250 (5x-2)^4 { 2(5x-2) + 5 } + C = 1/250 (5x-2)^4 (10x+1) + C { 2(5x-2) + 5 } の括弧内を展開整理した。 2(5x-2) + 5 = 2・5x - 2・2 + 5 = 10x + (-4+5)

Manami1980
質問者

お礼

ありがとうございます。感謝します。全く気づいていませんでした。このように解説されると、納得できるのですが、一人だといつも止まってしまいます(汗)

その他の回答 (2)

  • yyssaa
  • ベストアンサー率50% (747/1465)
回答No.2

・・・・・・・・・ =1/25∫(t^4+2t^3)dt =(1/25){(1/5)t^5+2(1/4)t^4}+C =(1/25){(1/5)t^5+(1/2)t^4}+C =(1/250)(2t^5+5t^4)+C =(1/250){2(5x-2)^5+5(5x-2)^4}+C =(1/250){(5x-2)^4}{2(5x-2)+5}+C =(1/250){(5x-2)^4}(10x-4+5)+C =(1/250){(5x-2)^4}(10x+1)+C ()、{}、[]を正しく使い分けること。省くと混乱するよ。

Manami1980
質問者

お礼

ありがとうございます。 表記の仕方がよくわかっていないので、とても参考になります。

  • Tacosan
  • ベストアンサー率23% (3656/15482)
回答No.1

ん~.... 通分して計算してるだけ, では?

Manami1980
質問者

お礼

ありがとうございます。 通分の所でつまづいてました。

関連するQ&A

  • 不定積分。

    置換積分で次の問題をとくには? 「不定積分:∫1/(√(1+x^2))」 を解け」 という 問題なのですが、x=tanθで置換をして もできるらしいのですが(参考書には計算が面倒だができる) どうしても最後まで落とすことができません。 ちなみに参考書では√(x^2+1)+x=tで置換をやっていて、 計算は,√(x^2+1)+x=tとおくと[{x/√(x^2+1)}+1]dx=dt よって{1/√(x^2+1)}dx=(1/t)dt したがって∫1/(√(x^2+1))dx=∫(1/t)dt=logt+C=log{√(x^2+1)+x}+C という結果になっています。 しかし、x=tanθの置換をしたやりかたでは、 どのように計算をしていくのかが分りません。 どなたか、計算手順または解答を教えてください。 よろしくおねがいします。

  • この不定積分の計算をおしえてください

    1/(2+sin X) の不定積分の計算がわかりません。 t=tan X/2 を使うらしいんですが、どうしても答えが違うのでおしえてください。 まず sin X = 2t/(1+t^2) cos X =(1-t^2)/(1+t^2) であっていますか? だとしたら dX/dt = 2/(1+t) ですよね? しかし dX/dt =2/(1+t^2) になるらしいんです。 どこが違うのかおしえてください。

  • 不定積分の解き方がわかりません。

    不定積分の解き方がわかりません。 (1)I=∫(2x+3)/(x^2+2x+2) dx (2)I=∫x/{(x+1)^(1/3) -1} dx 2番は、 {(x+1)^(1/3)=t として、 x+1=t^3 x=t^3-1 よって、 dx=3t^2 dt となって、 I=∫{(t^3-1)/(t-1)}* 3t^2 dt まではできたのですが・・・・ これからどう展開すればいいのかわかりません (>_<) どなたかお願いします。

  • 不定積分∫log(1+x)/x dxが分かりません

    不定積分∫log(1+x)/x dxが分かりません。教科書(理工系の微分積分学:学術図書出版)を読み漁ったのですが、見つかりませんでした。部分積分と、置換積分を考えてみて計算したのですが、私のやり方では両方うまくいきませんでした。(参考書としては、マセマの微分積分学の本を持っています。) 置換積分:1+x=exp(t)と置換する。(与式)=∫texp(t)/exp(t)-1 dtとなりうまく計算できません。 それともこれは何かでうまくはさんで解くタイプの問題なのでしょうか?(ハサミウチの原理などを利用) 大本の問題は広義積分の問題で、積分区間は、-1→1となっています。 何か知っていることがありましたら、教えてください。よろしくお願いします。

  • 不定積分

    次の不定積分の計算ができません。 ∫e^2x/((e^x)+3)^2 dx の計算ができません。 とりあえず、置換積分すると2回置換しなければなりません。しかも解答と合わない。 解答はlog(e^x +3)+3/e^x +3 +C となっています。

  • 不定積分の計算

    次の関数の不定積分の計算が出来なくて困っています。 ・4/√2x^3-3 分母の部分をtと置いて計算したところ, √2x^3-3=tより,2x^3-3=t^2となり, 両辺を微分すると, 6x^2dx=2tdtとなるので与式に入れてみると, x^2の部分が消えません・・・ どなたか回答をよろしくお願いいたします。

  • 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}

  • 積分計算です。どなたか教えてください。お願いします。

    ∫1/a^2+x^2 dx を解くとき、x=atanθと置いて、置換積分計算するのは分かるのですが、計算の最後で出てくる1/a・θ+C (Cは積分定数)でθをxの式に戻すときの『操作』が分かりません。お願いします。

  • 置換積分における置換演算について

    f(x)に対する積分式について、計算のため、 t^2 = x-5 とおく変数の置換式を立てました。 この時、両辺をtで微分すると、 2t = dx / dt → 2t・dt = dx という変換式ができます。 一方、両辺をxで微分すると、 dt^2 / dx = 1 → dt^2 = dx という変換式ができます。 ここで、dt^2 = t・dtとみなして t・dt = dx という変換式として使っては「いけない」明確な説明は、どのようなものになるでしょうか? (t^2という文字を更に別の文字に置換する必要がありますが、高校の数学教科書ではこのあたりが明確に示されていないようです。) (置換積分の変換式の説明の際、「dx→dt」の置換方法は、合成微分の絡みから、「あたかも分数の掛け算をするように」求められると解説されることがあるようですが、その説明ではこの部分の説明がうまくできません。) よろしくおねがいいたします。

  • 不定積分

    ∫1/(1+x^2)dxってどうやって解くんでしょうか?? 定積分ならx=tan(t)と置くと思うんですが、不定積分の場合は最後にtをxの式に直さないといけないですよね?? どうしたらいいんでしょうか??