不定積分 $\int \frac{1}{(3x+2)^3} dx$ を求める問題です。

解析学不定積分置換積分積分
2025/7/4

1. 問題の内容

不定積分 1(3x+2)3dx\int \frac{1}{(3x+2)^3} dx を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、u=3x+2u = 3x + 2 と置換します。このとき、du=3dxdu = 3dx より、dx=13dudx = \frac{1}{3} du となります。
よって、積分は以下のようになります。
1(3x+2)3dx=1u313du=13u3du\int \frac{1}{(3x+2)^3} dx = \int \frac{1}{u^3} \frac{1}{3} du = \frac{1}{3} \int u^{-3} du
u3u^{-3} の積分は u22\frac{u^{-2}}{-2} なので、
13u3du=13u22+C=16u2+C=16(3x+2)2+C\frac{1}{3} \int u^{-3} du = \frac{1}{3} \cdot \frac{u^{-2}}{-2} + C = -\frac{1}{6} u^{-2} + C = -\frac{1}{6(3x+2)^2} + C
したがって、
16(3x+2)2+C=161(3x+2)2+C=16(3x+2)2+C-\frac{1}{6(3x+2)^2} + C = -\frac{1}{6} \cdot \frac{1}{(3x+2)^2} + C = -\frac{1}{6} (3x+2)^{-2} + C
よって、求める不定積分は 16(3x+2)2+C-\frac{1}{6(3x+2)^2} + C となります。

3. 最終的な答え

ア: 1
イ: 6
ウ: 3
エ: 2
オ: 2

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