$\frac{d}{dx} \int_{2}^{x} (t-3)(t+1) dt$ を計算します。つまり、積分を計算した後、その結果を $x$ で微分します。

解析学微積分定積分微分積分学の基本定理
2025/3/10

1. 問題の内容

ddx2x(t3)(t+1)dt\frac{d}{dx} \int_{2}^{x} (t-3)(t+1) dt を計算します。つまり、積分を計算した後、その結果を xx で微分します。

2. 解き方の手順

まず、積分の中身を展開します。
(t3)(t+1)=t22t3(t-3)(t+1) = t^2 - 2t - 3
次に、積分を計算します。
2x(t22t3)dt=[13t3t23t]2x\int_{2}^{x} (t^2 - 2t - 3) dt = [\frac{1}{3}t^3 - t^2 - 3t]_{2}^{x}
=(13x3x23x)(13(2)3(2)23(2))= (\frac{1}{3}x^3 - x^2 - 3x) - (\frac{1}{3}(2)^3 - (2)^2 - 3(2))
=13x3x23x(8346)= \frac{1}{3}x^3 - x^2 - 3x - (\frac{8}{3} - 4 - 6)
=13x3x23x(8310)= \frac{1}{3}x^3 - x^2 - 3x - (\frac{8}{3} - 10)
=13x3x23x(8303)= \frac{1}{3}x^3 - x^2 - 3x - (\frac{8-30}{3})
=13x3x23x+223= \frac{1}{3}x^3 - x^2 - 3x + \frac{22}{3}
最後に、微分を計算します。
ddx(13x3x23x+223)=x22x3\frac{d}{dx} (\frac{1}{3}x^3 - x^2 - 3x + \frac{22}{3}) = x^2 - 2x - 3
別の解き方として、微積分学の基本定理を使う方法があります。
ddxaxf(t)dt=f(x)\frac{d}{dx} \int_{a}^{x} f(t) dt = f(x)
この問題の場合、f(t)=(t3)(t+1)f(t) = (t-3)(t+1) で、a=2a = 2 です。したがって、
ddx2x(t3)(t+1)dt=(x3)(x+1)=x22x3\frac{d}{dx} \int_{2}^{x} (t-3)(t+1) dt = (x-3)(x+1) = x^2 - 2x - 3

3. 最終的な答え

x22x3x^2 - 2x - 3

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