与えられた積分 $\int \frac{e^x}{(e^x + 2)^3} dx$ を計算します。ここで、$t = e^x + 2$ という変数変換が与えられています。

解析学積分変数変換指数関数
2025/6/26

1. 問題の内容

与えられた積分 ex(ex+2)3dx\int \frac{e^x}{(e^x + 2)^3} dx を計算します。ここで、t=ex+2t = e^x + 2 という変数変換が与えられています。

2. 解き方の手順

まず、t=ex+2t = e^x + 2 と置換します。このとき、dt=exdxdt = e^x dx となります。したがって、与えられた積分は、
1t3dt\int \frac{1}{t^3} dt
と書き換えることができます。
次に、この積分を計算します。これは、t3t^{-3} の積分なので、
t3dt=t22+C=12t2+C\int t^{-3} dt = \frac{t^{-2}}{-2} + C = -\frac{1}{2t^2} + C
となります。ここで、CC は積分定数です。
最後に、t=ex+2t = e^x + 2 を代入して、xx の関数に戻します。
12(ex+2)2+C-\frac{1}{2(e^x + 2)^2} + C

3. 最終的な答え

12(ex+2)2+C-\frac{1}{2(e^x + 2)^2} + C

「解析学」の関連問題

実数 $a$ に対して、広義積分 $I(a) = \int_0^\infty \frac{3x \sin(2x) + 8e^{-x^2} + 2x^2}{x^a} dx$ の収束性(収束、$\inft...

広義積分収束性積分極限不等式
2025/6/26

$\lim_{x \to \infty} \frac{x \log x}{x + \log x}$ の極限を求める問題です。

極限ロピタルの定理対数関数
2025/6/26

以下の2つの曲線について、x軸のまわりに1回転させてできる回転面の面積を求めます。 (1) $y=3x$ ($2 \le x \le 5$) (2) $y=\sqrt{x+1}$ ($-1 \le x...

積分回転体の体積関数の微分
2025/6/26

$\lim_{x \to 1} \frac{\sin(\pi x)}{x - 1}$ を計算する問題です。

極限三角関数置換
2025/6/26

実数 $a$ に対して、広義積分 $I(a) = \int_0^\infty \frac{3x\sin(2x) + 8e^{-x^2} + 2x^2}{x^a}dx$ の収束性を$a$の値に応じて判定...

広義積分収束性積分判定
2025/6/26

問題は、以下の2つの極限を求める問題です。 (1) $\lim_{x \to +0} \frac{\sin x - \sin x^2}{x - x^2}$ (2) $\lim_{x \to \inft...

極限三角関数対数関数ロピタルの定理
2025/6/26

1. 以下の曲線または直線で囲まれた図形を $y$ 軸のまわりに1回転してできる回転体の体積を求めよ。 (1) $y = 2 - x^2 (x \ge 0), x = 0, y = 0$ ...

積分回転体の体積曲線の長さ部分積分
2025/6/26

重積分 $\iint_{D_2} 2\log(1+x^2+y^2) dxdy$ の値を求める問題です。ここで、$D_2 = \{(x,y) | 0 \le x^2+y^2 \le 1\}$ です。

重積分極座標変換部分積分積分
2025/6/26

関数 $f(x) = x\cos x$ について、区間 $(0, \frac{\pi}{2})$ において、$f'(x)=0$ を満たす $x$ の値が存在することを示す問題です。

微分中間値の定理関数の性質導関数
2025/6/26

曲線 $C: y = x^3 - x$ が与えられている。点P, Qは曲線C上の点で、Pのx座標が$a$、Qのx座標が$b$とする。Pを通る直線がQでCに接するとき、以下の問題を解く。 (1) $b$...

微分接線面積曲線三次関数傾き
2025/6/26