$\int_{1}^{x} f(t) dt = x^3 + 2x^2 - a$を満たす定数 $a$ の値と関数 $f(x)$ を求める問題です。具体的には、$f(x) = イ x^2 + ウ x$ の $イ$ と $ウ$ に当てはまる数値を求めます。

解析学積分微分積分学の基本定理定積分関数
2025/7/17

1. 問題の内容

1xf(t)dt=x3+2x2a\int_{1}^{x} f(t) dt = x^3 + 2x^2 - aを満たす定数 aa の値と関数 f(x)f(x) を求める問題です。具体的には、f(x)=x2+xf(x) = イ x^2 + ウ x に当てはまる数値を求めます。

2. 解き方の手順

まず、与えられた積分方程式の両辺を xx で微分します。
積分範囲に xx が含まれているので、微分積分学の基本定理を用います。
ddx1xf(t)dt=f(x)\frac{d}{dx} \int_{1}^{x} f(t) dt = f(x)
また、右辺を微分すると、
ddx(x3+2x2a)=3x2+4x\frac{d}{dx} (x^3 + 2x^2 - a) = 3x^2 + 4x
したがって、f(x)=3x2+4xf(x) = 3x^2 + 4x となります。
よって、=3イ = 3=4ウ = 4 です。
次に、積分方程式に x=1x = 1 を代入します。
11f(t)dt=13+2(1)2a\int_{1}^{1} f(t) dt = 1^3 + 2(1)^2 - a
11f(t)dt=0\int_{1}^{1} f(t) dt = 0 なので、
0=1+2a0 = 1 + 2 - a
a=3a = 3

3. 最終的な答え

a=3a = 3
f(x)=3x2+4xf(x) = 3x^2 + 4x
イ = 3
ウ = 4

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