不定積分 $\int (1 - 2x + 3x^2) dx = x + ax^2 + x^3 + C$ が与えられたとき、$a$ の値を求める問題です。

解析学不定積分積分多項式
2025/6/27

1. 問題の内容

不定積分 (12x+3x2)dx=x+ax2+x3+C\int (1 - 2x + 3x^2) dx = x + ax^2 + x^3 + C が与えられたとき、aa の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、左辺の不定積分を計算します。
(12x+3x2)dx=1dx2xdx+3x2dx\int (1 - 2x + 3x^2) dx = \int 1 dx - 2 \int x dx + 3 \int x^2 dx
各項を積分すると、
1dx=x+C1\int 1 dx = x + C_1
xdx=x22+C2\int x dx = \frac{x^2}{2} + C_2
x2dx=x33+C3\int x^2 dx = \frac{x^3}{3} + C_3
これらを代入すると、
(12x+3x2)dx=x2x22+3x33+C\int (1 - 2x + 3x^2) dx = x - 2 \cdot \frac{x^2}{2} + 3 \cdot \frac{x^3}{3} + C
=xx2+x3+C= x - x^2 + x^3 + C
ここで、C=C12C2+3C3C = C_1 - 2C_2 + 3C_3 としました。
与えられた式 (12x+3x2)dx=x+ax2+x3+C\int (1 - 2x + 3x^2) dx = x + ax^2 + x^3 + C と比較すると、
xx2+x3+C=x+ax2+x3+Cx - x^2 + x^3 + C = x + ax^2 + x^3 + C
両辺の係数を比較すると、x2x^2 の係数は 1=a-1 = a となります。

3. 最終的な答え

a=1a = -1