このページのまとめ
先に押さえておくこと
定積分の計算(数学IIIレベル)の要点をまとめたページです。先に答えを確認してから、解き方とつまずきやすい点を順にたどれます。
答えの要点
指数・対数・三角関数と偶奇性の答えと条件を先に確認できます。
- テーマ: 指数・対数・三角関数と偶奇性
- ポイント: 積分法の基礎を短く確認しやすく、検索から入ってもそのまま理解まで進めやすい記事です。
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解説
数学IIIレベルの定積分の計算について解説します。
指数関数、対数関数、三角関数を含む定積分は、部分積分や置換積分、偶奇性を使って計算します。
(1)∫01xexdx xexの積分は部分積分を使うよ。xを微分する側にすると計算が楽になるんだ。
f(x)=x、g′(x)=exとすると、f′(x)=1、g(x)=ex
部分積分の公式より、
∫01xexdx=[xex]01−∫01exdx =[xex]01−[ex]01 =(1⋅e1−0⋅e0)−(e1−e0) =e−(e−1) (2)∫−ππxcosxdx 部分積分でもできるけど、もっと早い方法があるよ。
f(x)=xcosxが奇関数か偶関数か確認してみよう。
f(x)=xcosxについて、
f(−x)=(−x)cos(−x) =(−x)⋅cosx (∵ cos(−x)=cosx)
=−xcosx=−f(x) よって、f(x)=xcosxは**奇関数**です。
奇関数の定積分(区間が原点対称)は、常に0になるんだよ。
奇関数の性質より、
∫−ππxcosxdx=0 その通り!グラフで考えると、原点対称なので正の部分と負の部分が打ち消し合うんだ。
(3)∫1exlogxdx t=logxとおくと、dxdt=x1よりdt=xdx
また、x=1のときt=log1=0、x=eのときt=loge=1
∫1exlogxdx=∫01tdt =[2t2]01 =21−0 =21 このページのまとめ
ここでは数学IIIレベルの定積分の計算について学習しました。
部分積分、置換積分、偶奇性の利用など、様々なテクニックを使いこなせるようになりましょう。
特に、奇関数の定積分は計算せずに0と分かるので、時間短縮になりますよ!