$S(t)$ が積分で定義されています。$S(t)$を計算する必要があります。 $S(t) = \int_{t-1}^{t} (e^x - x) dx$

解析学定積分積分計算指数関数
2025/7/15

1. 問題の内容

S(t)S(t) が積分で定義されています。S(t)S(t)を計算する必要があります。
S(t)=t1t(exx)dxS(t) = \int_{t-1}^{t} (e^x - x) dx

2. 解き方の手順

まず、exxe^x - x の不定積分を計算します。
exe^x の不定積分は exe^x です。
xx の不定積分は 12x2\frac{1}{2}x^2 です。
したがって、exxe^x - x の不定積分は ex12x2e^x - \frac{1}{2}x^2 です。
次に、定積分を計算します。
S(t)=t1t(exx)dx=[ex12x2]t1tS(t) = \int_{t-1}^{t} (e^x - x) dx = [e^x - \frac{1}{2}x^2]_{t-1}^{t}
=(et12t2)(et112(t1)2)= (e^t - \frac{1}{2}t^2) - (e^{t-1} - \frac{1}{2}(t-1)^2)
=et12t2et1+12(t22t+1)= e^t - \frac{1}{2}t^2 - e^{t-1} + \frac{1}{2}(t^2 - 2t + 1)
=et12t2et1+12t2t+12= e^t - \frac{1}{2}t^2 - e^{t-1} + \frac{1}{2}t^2 - t + \frac{1}{2}
=etet1t+12= e^t - e^{t-1} - t + \frac{1}{2}
=etetet+12= e^t - \frac{e^t}{e} - t + \frac{1}{2}
=et(11e)t+12= e^t(1 - \frac{1}{e}) - t + \frac{1}{2}

3. 最終的な答え

S(t)=et(11e)t+12S(t) = e^t(1-\frac{1}{e}) - t + \frac{1}{2}

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