質問<227>
「「積分と微分」」
日付 2000/2/17
質問者 水島愛


1.関数f(x)=x^2-2x+1について、xがaからb
  まで変わるとき、その平均変化率をもとめよ。
2.次の関数を積分せよ。
(1)(xー1÷\(\sqrt{\quad}\)x)^2
3、次の関数を不定積分をもとめよ。
(1)∫(3e^x+cosx)dx
(2)∫(cosθ÷2-sinθ÷2)^2dθ
(3)∫du÷cos^2u

お返事(武田)
日付 2000/2/18
回答者 武田


問1

上図の曲線f(x)=x2-2x+1において、
直線ABの傾きが、平均変化率のことだから、
f(b)-f(a) (b2-2b+1)-(a2-2a+1)
─────────=──────────────────
   b-a       b-a

 (b2-a2)-2(b-a)
=─────────────
     b-a

=(b+a)-2=a+b-2……(答)

問2(1)
∫(x-1/\(\sqrt{\quad}\)x)2dx=∫(x2-2\(\sqrt{\quad}\)x+1/x)dx

=x3/3-2∫x\(\frac{1}{2}\)dx+log|x|+C

  x3    x\(\frac{1}{2}\)+1
=───-2・────+log|x|+C
  3    \(\frac{1}{2}\)+1

=x3/3-(\(\frac{4}{3}\))・x\(\sqrt{\quad}\)x+log|x|+C……(答)

問3(1)
∫(3ex+cosx)dx=3ex+sinx+C……(答)

問3(2)
   cosθ  sinθ
∫(────-────)2dθ=(\(\frac{1}{4}\))∫(cosθ-sinθ)2dθ
   2    2

=(\(\frac{1}{4}\))∫(cos2θ-2cosθsinθ+sin2θ)dθ
=(\(\frac{1}{4}\))∫(1-2cosθsinθ)dθ
=(\(\frac{1}{4}\))(∫dθ-2∫cosθsinθdθ)
=(\(\frac{1}{4}\))(θ+2∫cosθdcosθ)
=(\(\frac{1}{4}\)){θ+2(cosθ)2/2}+C
=(\(\frac{1}{4}\))(θ+cos2θ)+C……(答)

問3(3)
  du
∫────
 cos2

tanu=xとおくと、

 du
────=dx
cos2

したがって、
  du
∫────=∫dx=x+C=tanu+C……(答)
 cos2