与えられた2つの定積分を計算する問題です。 (1) $\int_{-1}^{2} (x^2 - 3x + 2) dx$ (2) $\int_{0}^{2} (x^2 - x) dx + \int_{2}^{3} (x^2 - x) dx$

解析学定積分積分
2025/7/22

1. 問題の内容

与えられた2つの定積分を計算する問題です。
(1) 12(x23x+2)dx\int_{-1}^{2} (x^2 - 3x + 2) dx
(2) 02(x2x)dx+23(x2x)dx\int_{0}^{2} (x^2 - x) dx + \int_{2}^{3} (x^2 - x) dx

2. 解き方の手順

(1) 定積分 12(x23x+2)dx\int_{-1}^{2} (x^2 - 3x + 2) dx を計算します。
まず、不定積分を求めます。
(x23x+2)dx=13x332x2+2x+C\int (x^2 - 3x + 2) dx = \frac{1}{3}x^3 - \frac{3}{2}x^2 + 2x + C
次に、定積分を計算します。
12(x23x+2)dx=[13x332x2+2x]12\int_{-1}^{2} (x^2 - 3x + 2) dx = \left[ \frac{1}{3}x^3 - \frac{3}{2}x^2 + 2x \right]_{-1}^{2}
=(13(2)332(2)2+2(2))(13(1)332(1)2+2(1))= \left( \frac{1}{3}(2)^3 - \frac{3}{2}(2)^2 + 2(2) \right) - \left( \frac{1}{3}(-1)^3 - \frac{3}{2}(-1)^2 + 2(-1) \right)
=(836+4)(13322)= \left( \frac{8}{3} - 6 + 4 \right) - \left( -\frac{1}{3} - \frac{3}{2} - 2 \right)
=832+13+32+2= \frac{8}{3} - 2 + \frac{1}{3} + \frac{3}{2} + 2
=93+32=3+32=62+32=92= \frac{9}{3} + \frac{3}{2} = 3 + \frac{3}{2} = \frac{6}{2} + \frac{3}{2} = \frac{9}{2}
(2) 定積分 02(x2x)dx+23(x2x)dx\int_{0}^{2} (x^2 - x) dx + \int_{2}^{3} (x^2 - x) dx を計算します。
まず、不定積分を求めます。
(x2x)dx=13x312x2+C\int (x^2 - x) dx = \frac{1}{3}x^3 - \frac{1}{2}x^2 + C
次に、定積分を計算します。
02(x2x)dx=[13x312x2]02=(13(2)312(2)2)(13(0)312(0)2)=832=8363=23\int_{0}^{2} (x^2 - x) dx = \left[ \frac{1}{3}x^3 - \frac{1}{2}x^2 \right]_{0}^{2} = \left( \frac{1}{3}(2)^3 - \frac{1}{2}(2)^2 \right) - \left( \frac{1}{3}(0)^3 - \frac{1}{2}(0)^2 \right) = \frac{8}{3} - 2 = \frac{8}{3} - \frac{6}{3} = \frac{2}{3}
23(x2x)dx=[13x312x2]23=(13(3)312(3)2)(13(2)312(2)2)=(992)(832)\int_{2}^{3} (x^2 - x) dx = \left[ \frac{1}{3}x^3 - \frac{1}{2}x^2 \right]_{2}^{3} = \left( \frac{1}{3}(3)^3 - \frac{1}{2}(3)^2 \right) - \left( \frac{1}{3}(2)^3 - \frac{1}{2}(2)^2 \right) = \left( 9 - \frac{9}{2} \right) - \left( \frac{8}{3} - 2 \right)
=99283+2=119283=666276166=236= 9 - \frac{9}{2} - \frac{8}{3} + 2 = 11 - \frac{9}{2} - \frac{8}{3} = \frac{66}{6} - \frac{27}{6} - \frac{16}{6} = \frac{23}{6}
02(x2x)dx+23(x2x)dx=23+236=46+236=276=92\int_{0}^{2} (x^2 - x) dx + \int_{2}^{3} (x^2 - x) dx = \frac{2}{3} + \frac{23}{6} = \frac{4}{6} + \frac{23}{6} = \frac{27}{6} = \frac{9}{2}

3. 最終的な答え

(1) 92\frac{9}{2}
(2) 92\frac{9}{2}

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