与えられた積分の問題を解きます。問題は、$ \int \frac{dx}{\cos^2(3x+4)} $ を計算することです。

解析学積分三角関数置換積分
2025/7/9

1. 問題の内容

与えられた積分の問題を解きます。問題は、dxcos2(3x+4) \int \frac{dx}{\cos^2(3x+4)} を計算することです。

2. 解き方の手順

1cos2(x)\frac{1}{\cos^2(x)}sec2(x)\sec^2(x) に等しいことを利用します。
dxcos2(3x+4)=sec2(3x+4)dx \int \frac{dx}{\cos^2(3x+4)} = \int \sec^2(3x+4) \, dx
u=3x+4u = 3x+4 と置換すると、du=3dxdu = 3 \, dx となり、dx=13dudx = \frac{1}{3} \, du が得られます。
積分は次のようになります。
sec2(u)13du=13sec2(u)du \int \sec^2(u) \cdot \frac{1}{3} \, du = \frac{1}{3} \int \sec^2(u) \, du
sec2(u)\sec^2(u) の積分は tan(u)\tan(u) であるため、次のようになります。
13sec2(u)du=13tan(u)+C \frac{1}{3} \int \sec^2(u) \, du = \frac{1}{3} \tan(u) + C
最後に、uu3x+43x+4 に置き換えます。
13tan(3x+4)+C \frac{1}{3} \tan(3x+4) + C

3. 最終的な答え

13tan(3x+4)+C \frac{1}{3} \tan(3x+4) + C

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