問題は、2つの定積分の差を計算することです。具体的には、$\int_{-3}^{-1} (2x^2 + 3) dx - \int_{1}^{-1} (2x^2 + 3) dx$を計算します。

解析学定積分積分計算
2025/6/26

1. 問題の内容

問題は、2つの定積分の差を計算することです。具体的には、31(2x2+3)dx11(2x2+3)dx\int_{-3}^{-1} (2x^2 + 3) dx - \int_{1}^{-1} (2x^2 + 3) dxを計算します。

2. 解き方の手順

まず、不定積分 (2x2+3)dx\int (2x^2 + 3) dx を計算します。
(2x2+3)dx=2x2dx+3dx=2x33+3x+C=23x3+3x+C\int (2x^2 + 3) dx = 2\int x^2 dx + 3\int dx = 2 \cdot \frac{x^3}{3} + 3x + C = \frac{2}{3}x^3 + 3x + C
次に、定積分を計算します。
31(2x2+3)dx=[23x3+3x]31=(23(1)3+3(1))(23(3)3+3(3))=(233)(23(27)9)=233(189)=233+27=2423=7223=703\int_{-3}^{-1} (2x^2 + 3) dx = \left[ \frac{2}{3}x^3 + 3x \right]_{-3}^{-1} = \left(\frac{2}{3}(-1)^3 + 3(-1)\right) - \left(\frac{2}{3}(-3)^3 + 3(-3)\right) = \left(-\frac{2}{3} - 3\right) - \left(\frac{2}{3}(-27) - 9\right) = -\frac{2}{3} - 3 - (-18 - 9) = -\frac{2}{3} - 3 + 27 = 24 - \frac{2}{3} = \frac{72 - 2}{3} = \frac{70}{3}
11(2x2+3)dx=[23x3+3x]11=(23(1)3+3(1))(23(1)3+3(1))=(233)(23+3)=233233=436=43183=223\int_{1}^{-1} (2x^2 + 3) dx = \left[ \frac{2}{3}x^3 + 3x \right]_{1}^{-1} = \left(\frac{2}{3}(-1)^3 + 3(-1)\right) - \left(\frac{2}{3}(1)^3 + 3(1)\right) = \left(-\frac{2}{3} - 3\right) - \left(\frac{2}{3} + 3\right) = -\frac{2}{3} - 3 - \frac{2}{3} - 3 = -\frac{4}{3} - 6 = -\frac{4}{3} - \frac{18}{3} = -\frac{22}{3}
最後に、これらの差を計算します。
31(2x2+3)dx11(2x2+3)dx=703(223)=703+223=923\int_{-3}^{-1} (2x^2 + 3) dx - \int_{1}^{-1} (2x^2 + 3) dx = \frac{70}{3} - \left(-\frac{22}{3}\right) = \frac{70}{3} + \frac{22}{3} = \frac{92}{3}

3. 最終的な答え

923\frac{92}{3}

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