$S = \int_{-a}^{1} e^x dx - \int_{0}^{1} e x dx$ を計算し、その結果が $S = \frac{e}{2} - e^{-a}$ であることを示します。

解析学積分指数関数定積分
2025/6/29

1. 問題の内容

S=a1exdx01exdxS = \int_{-a}^{1} e^x dx - \int_{0}^{1} e x dx を計算し、その結果が S=e2eaS = \frac{e}{2} - e^{-a} であることを示します。

2. 解き方の手順

まず、a1exdx \int_{-a}^{1} e^x dx を計算します。exe^x の積分は exe^x なので、
a1exdx=[ex]a1=e1ea=eea\int_{-a}^{1} e^x dx = [e^x]_{-a}^{1} = e^1 - e^{-a} = e - e^{-a}
次に、01exdx \int_{0}^{1} e x dx を計算します。exex の積分は e2x2\frac{e}{2}x^2 なので、
01exdx=[e2x2]01=e2(12)e2(02)=e2\int_{0}^{1} e x dx = [\frac{e}{2}x^2]_{0}^{1} = \frac{e}{2}(1^2) - \frac{e}{2}(0^2) = \frac{e}{2}
したがって、
S=a1exdx01exdx=(eea)e2=e2eaS = \int_{-a}^{1} e^x dx - \int_{0}^{1} e x dx = (e - e^{-a}) - \frac{e}{2} = \frac{e}{2} - e^{-a}

3. 最終的な答え

S=e2eaS = \frac{e}{2} - e^{-a}

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