## 1. 問題の内容

解析学不定積分三角関数指数関数置換積分
2025/7/4
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1. 問題の内容

問題は2つの不定積分を求めることです。
* 一つ目は、(cos2x+tan4x)dx\int (\cos{2x} + \tan{4x}) dx を求め、1sinx1logcosx+C\frac{1}{\boxed{ア}}\sin{\boxed{イ}x} - \frac{1}{\boxed{ウ}} \log{|\cos{\boxed{エ}x}|} + C の形で答える問題です。
* 二つ目は、(ax+b2x)dx\int (a^x + b^{2x}) dx を求め、ax+b2x+C\frac{a^x}{\boxed{ア}\boxed{イ}} + \frac{b^{2x}}{\boxed{ウ}\boxed{エ}\boxed{オ}} + C の形で答える問題です。
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2. 解き方の手順

**1つ目の不定積分 (cos2x+tan4x)dx\int (\cos{2x} + \tan{4x}) dx**
* cos2x\cos{2x} の積分:
cos2xdx=12sin2x+C1\int \cos{2x} dx = \frac{1}{2}\sin{2x} + C_1
2x2x を微分すると 22 なので、積分結果を 22 で割る必要があります。)
* tan4x\tan{4x} の積分:
tan4xdx=sin4xcos4xdx\int \tan{4x} dx = \int \frac{\sin{4x}}{\cos{4x}} dx
cos4x=u\cos{4x} = u と置換すると、 4sin4xdx=du-4\sin{4x} dx = du となり、dx=14sin4xdudx = -\frac{1}{4\sin{4x}} du
よって、
sin4xu(14sin4x)du=141udu=14logu+C2=14logcos4x+C2\int \frac{\sin{4x}}{u} (-\frac{1}{4\sin{4x}}) du = -\frac{1}{4} \int \frac{1}{u} du = -\frac{1}{4} \log{|u|} + C_2 = -\frac{1}{4} \log{|\cos{4x}|} + C_2
* したがって、(cos2x+tan4x)dx=12sin2x14logcos4x+C\int (\cos{2x} + \tan{4x}) dx = \frac{1}{2}\sin{2x} - \frac{1}{4} \log{|\cos{4x}|} + C
アは 22, イは 22, ウは 44, エは 44 となります。
**2つ目の不定積分 (ax+b2x)dx\int (a^x + b^{2x}) dx**
* axa^x の積分:
axdx=axloga+C1\int a^x dx = \frac{a^x}{\log{a}} + C_1
* b2xb^{2x} の積分:
b2xdx=(b2)xdx=(b2)xlogb2+C2=b2x2logb+C2\int b^{2x} dx = \int (b^2)^x dx = \frac{(b^2)^x}{\log{b^2}} + C_2 = \frac{b^{2x}}{2\log{b}} + C_2
* したがって、(ax+b2x)dx=axloga+b2x2logb+C\int (a^x + b^{2x}) dx = \frac{a^x}{\log{a}} + \frac{b^{2x}}{2\log{b}} + C
アは log\log, イは aa, ウは 2log2\log, エは log\log, オは bb となります。
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3. 最終的な答え

**1つ目の問題**
* ア: 2
* イ: 2
* ウ: 4
* エ: 4
**2つ目の問題**
* ア: log
* イ: a
* ウ: 2log
* エ: log
* オ: b

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