以下の定積分を計算する問題です。 (1) $\int_{0}^{1} 2 dx$ (2) $\int_{0}^{1} x dx$ (3) $\int_{0}^{1} (x^3 + x + 1) dx$ (4) $\int_{0}^{3} 2x^2 dx$ (5) $\int_{1}^{3} 2x^2 dx$ (6) $\int_{1}^{3} (5x^2 - 1) dx$

解析学定積分積分計算積分
2025/7/15

1. 問題の内容

以下の定積分を計算する問題です。
(1) 012dx\int_{0}^{1} 2 dx
(2) 01xdx\int_{0}^{1} x dx
(3) 01(x3+x+1)dx\int_{0}^{1} (x^3 + x + 1) dx
(4) 032x2dx\int_{0}^{3} 2x^2 dx
(5) 132x2dx\int_{1}^{3} 2x^2 dx
(6) 13(5x21)dx\int_{1}^{3} (5x^2 - 1) dx

2. 解き方の手順

各定積分を計算します。
(1) 012dx=[2x]01=2(1)2(0)=2\int_{0}^{1} 2 dx = [2x]_{0}^{1} = 2(1) - 2(0) = 2
(2) 01xdx=[12x2]01=12(1)212(0)2=12\int_{0}^{1} x dx = [\frac{1}{2}x^2]_{0}^{1} = \frac{1}{2}(1)^2 - \frac{1}{2}(0)^2 = \frac{1}{2}
(3) 01(x3+x+1)dx=[14x4+12x2+x]01=(14(1)4+12(1)2+(1))(14(0)4+12(0)2+(0))=14+12+1=1+2+44=74\int_{0}^{1} (x^3 + x + 1) dx = [\frac{1}{4}x^4 + \frac{1}{2}x^2 + x]_{0}^{1} = (\frac{1}{4}(1)^4 + \frac{1}{2}(1)^2 + (1)) - (\frac{1}{4}(0)^4 + \frac{1}{2}(0)^2 + (0)) = \frac{1}{4} + \frac{1}{2} + 1 = \frac{1+2+4}{4} = \frac{7}{4}
(4) 032x2dx=203x2dx=2[13x3]03=2(13(3)313(0)3)=2(273)=2(9)=18\int_{0}^{3} 2x^2 dx = 2\int_{0}^{3} x^2 dx = 2[\frac{1}{3}x^3]_{0}^{3} = 2(\frac{1}{3}(3)^3 - \frac{1}{3}(0)^3) = 2(\frac{27}{3}) = 2(9) = 18
(5) 132x2dx=213x2dx=2[13x3]13=2(13(3)313(1)3)=2(27313)=2(263)=523\int_{1}^{3} 2x^2 dx = 2\int_{1}^{3} x^2 dx = 2[\frac{1}{3}x^3]_{1}^{3} = 2(\frac{1}{3}(3)^3 - \frac{1}{3}(1)^3) = 2(\frac{27}{3} - \frac{1}{3}) = 2(\frac{26}{3}) = \frac{52}{3}
(6) 13(5x21)dx=[513x3x]13=[53x3x]13=(53(3)3(3))(53(1)3(1))=(53(27)3)(531)=(453)(5333)=4223=12623=1243\int_{1}^{3} (5x^2 - 1) dx = [5\frac{1}{3}x^3 - x]_{1}^{3} = [\frac{5}{3}x^3 - x]_{1}^{3} = (\frac{5}{3}(3)^3 - (3)) - (\frac{5}{3}(1)^3 - (1)) = (\frac{5}{3}(27) - 3) - (\frac{5}{3} - 1) = (45 - 3) - (\frac{5}{3} - \frac{3}{3}) = 42 - \frac{2}{3} = \frac{126 - 2}{3} = \frac{124}{3}

3. 最終的な答え

(1) 2
(2) 12\frac{1}{2}
(3) 74\frac{7}{4}
(4) 18
(5) 523\frac{52}{3}
(6) 1243\frac{124}{3}

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