不定積分 $\int \frac{1}{4 + x^2} dx$ を求め、その結果を $\frac{ア}{イ} \tan^{-1} \frac{ウ x}{エ} + C$ の形で表す。

解析学積分不定積分逆正接関数公式
2025/7/4

1. 問題の内容

不定積分 14+x2dx\int \frac{1}{4 + x^2} dx を求め、その結果を tan1x+C\frac{ア}{イ} \tan^{-1} \frac{ウ x}{エ} + C の形で表す。

2. 解き方の手順

1a2+x2dx=1atan1xa+C\int \frac{1}{a^2 + x^2} dx = \frac{1}{a} \tan^{-1} \frac{x}{a} + C という公式を利用する。
この問題では、a2=4a^2 = 4 なので、a=2a = 2 となる。
したがって、14+x2dx=12tan1x2+C\int \frac{1}{4 + x^2} dx = \frac{1}{2} \tan^{-1} \frac{x}{2} + C
与えられた形と比較すると、以下のようになる。
* ア = 1
* イ = 2
* ウ = 1
* エ = 2

3. 最終的な答え

ア: 1
イ: 2
ウ: 1
エ: 2

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