数III 積分

置換積分の演習プリント

1 枚目が問題、2 枚目が解答の A4 プリントです。白黒で印刷でき、コピーしても PDF のまま配っても大丈夫です。

置換積分

問題 8 問・解答つき・解説

置換積分 問題の頁置換積分 解答の頁

入っている問題

  1. 次の不定積分を求めよ。 (1) ∫2x(x2+1)3 dx\displaystyle\int 2x(x^2 + 1)^3\,dx (2) ∫xx2+3 dx\displaystyle\int x\sqrt{x^2 + 3}\,dx (3) ∫xex2 dx\displaystyle\int xe^{x^2}\,dx
  2. 次の不定積分を求めよ。 (1) ∫sin⁡2xcos⁡x dx\displaystyle\int \sin^2 x\cos x\,dx (2) ∫log⁡xx dx\displaystyle\int \frac{\log x}{x}\,dx
  3. 次の不定積分を求めよ。 (1) ∫2xx2+1 dx\displaystyle\int \frac{2x}{x^2 + 1}\,dx (2) ∫tan⁡x dx\displaystyle\int \tan x\,dx
  4. x−1=tx - 1 = t とおいて、∫x(x−1)4 dx\displaystyle\int x(x - 1)^4\,dx を求めよ。
  5. x+1=t\sqrt{x + 1} = t とおいて、∫xx+1 dx\displaystyle\int \dfrac{x}{\sqrt{x + 1}}\,dx を求めよ。
  6. ∫exex+1 dx\displaystyle\int \dfrac{e^x}{e^x + 1}\,dx を求めよ。
  7. cos⁡3x=(1−sin⁡2x)cos⁡x\cos^3 x = (1 - \sin^2 x)\cos x を使って、∫cos⁡3x dx\displaystyle\int \cos^3 x\,dx を求めよ。
  8. ∫x(x2+1)2 dx\displaystyle\int x(x^2 + 1)^2\,dx で u=x2+1u = x^2 + 1 とおき、∫xu2 du=xu33+C\displaystyle\int xu^2\,du = \dfrac{xu^3}{3} + C とした計算は誤りである。理由を述べ、正しく求めよ。

プリントの上にのせている公式

置換積分
x=g(t)x = g(t) とおくと ∫f(x) dx=∫f(g(t)) g′(t) dt\displaystyle\int f(x)\,dx = \int f(g(t))\,g'(t)\,dt
よく使う形
∫f(g(x)) g′(x) dx\displaystyle\int f(g(x))\,g'(x)\,dx は u=g(x)u = g(x) とおくと ∫f(u) du\displaystyle\int f(u)\,du
分数の形
∫g′(x)g(x) dx=log⁡∣g(x)∣+C\displaystyle\int \dfrac{g'(x)}{g(x)}\,dx = \log|g(x)| + C
注意
不定積分は、もとの変数に戻す

使ってよい範囲

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