以下の定積分、不定積分を計算します。 (4) $\int 4x^7 dx$ (5) $\int (x+3)(x-3) dx$ (6) $\int_{-1}^{1} 2x^4 dx$ (7) $\int_{0}^{1} (4x^3 + 3x^2 + 2x + 1) dx$ (8) $\int_{0}^{1} (4x - 3) dx$ (9) $\int_{1}^{2} (x^2 - x) dx$ (10) $\int_{-1}^{1} (x+\frac{1}{2})^2 dx$

解析学積分定積分不定積分積分計算
2025/7/25
はい、承知いたしました。画像に写っている積分問題を解きます。

1. 問題の内容

以下の定積分、不定積分を計算します。
(4) 4x7dx\int 4x^7 dx
(5) (x+3)(x3)dx\int (x+3)(x-3) dx
(6) 112x4dx\int_{-1}^{1} 2x^4 dx
(7) 01(4x3+3x2+2x+1)dx\int_{0}^{1} (4x^3 + 3x^2 + 2x + 1) dx
(8) 01(4x3)dx\int_{0}^{1} (4x - 3) dx
(9) 12(x2x)dx\int_{1}^{2} (x^2 - x) dx
(10) 11(x+12)2dx\int_{-1}^{1} (x+\frac{1}{2})^2 dx

2. 解き方の手順

(4)
4x7dx=4x7dx=4x88+C=12x8+C\int 4x^7 dx = 4 \int x^7 dx = 4 \cdot \frac{x^8}{8} + C = \frac{1}{2}x^8 + C
(5)
(x+3)(x3)dx=(x29)dx=x2dx9dx=x339x+C\int (x+3)(x-3) dx = \int (x^2 - 9) dx = \int x^2 dx - \int 9 dx = \frac{x^3}{3} - 9x + C
(6)
112x4dx=211x4dx=2[x55]11=2(155(1)55)=2(1515)=225=45\int_{-1}^{1} 2x^4 dx = 2 \int_{-1}^{1} x^4 dx = 2 \left[ \frac{x^5}{5} \right]_{-1}^{1} = 2 \left( \frac{1^5}{5} - \frac{(-1)^5}{5} \right) = 2 \left( \frac{1}{5} - \frac{-1}{5} \right) = 2 \cdot \frac{2}{5} = \frac{4}{5}
(7)
01(4x3+3x2+2x+1)dx=[x4+x3+x2+x]01=(14+13+12+1)(04+03+02+0)=1+1+1+1=4\int_{0}^{1} (4x^3 + 3x^2 + 2x + 1) dx = \left[ x^4 + x^3 + x^2 + x \right]_{0}^{1} = (1^4 + 1^3 + 1^2 + 1) - (0^4 + 0^3 + 0^2 + 0) = 1 + 1 + 1 + 1 = 4
(8)
01(4x3)dx=[2x23x]01=(2(1)23(1))(2(0)23(0))=23=1\int_{0}^{1} (4x - 3) dx = \left[ 2x^2 - 3x \right]_{0}^{1} = (2(1)^2 - 3(1)) - (2(0)^2 - 3(0)) = 2 - 3 = -1
(9)
12(x2x)dx=[x33x22]12=(233222)(133122)=(832)(1312)=83213+12=7332=1496=56\int_{1}^{2} (x^2 - x) dx = \left[ \frac{x^3}{3} - \frac{x^2}{2} \right]_{1}^{2} = \left( \frac{2^3}{3} - \frac{2^2}{2} \right) - \left( \frac{1^3}{3} - \frac{1^2}{2} \right) = \left( \frac{8}{3} - 2 \right) - \left( \frac{1}{3} - \frac{1}{2} \right) = \frac{8}{3} - 2 - \frac{1}{3} + \frac{1}{2} = \frac{7}{3} - \frac{3}{2} = \frac{14 - 9}{6} = \frac{5}{6}
(10)
11(x+12)2dx=11(x2+x+14)dx=[x33+x22+14x]11=(133+122+14(1))((1)33+(1)22+14(1))=(13+12+14)(13+1214)=13+12+14+1312+14=23+24=23+12=4+36=76\int_{-1}^{1} (x+\frac{1}{2})^2 dx = \int_{-1}^{1} (x^2 + x + \frac{1}{4}) dx = \left[ \frac{x^3}{3} + \frac{x^2}{2} + \frac{1}{4}x \right]_{-1}^{1} = \left( \frac{1^3}{3} + \frac{1^2}{2} + \frac{1}{4}(1) \right) - \left( \frac{(-1)^3}{3} + \frac{(-1)^2}{2} + \frac{1}{4}(-1) \right) = \left( \frac{1}{3} + \frac{1}{2} + \frac{1}{4} \right) - \left( -\frac{1}{3} + \frac{1}{2} - \frac{1}{4} \right) = \frac{1}{3} + \frac{1}{2} + \frac{1}{4} + \frac{1}{3} - \frac{1}{2} + \frac{1}{4} = \frac{2}{3} + \frac{2}{4} = \frac{2}{3} + \frac{1}{2} = \frac{4 + 3}{6} = \frac{7}{6}

3. 最終的な答え

(4) 12x8+C\frac{1}{2}x^8 + C
(5) x339x+C\frac{x^3}{3} - 9x + C
(6) 45\frac{4}{5}
(7) 44
(8) 1-1
(9) 56\frac{5}{6}
(10) 76\frac{7}{6}

「解析学」の関連問題

$0 \le \theta < 2\pi$ の範囲で、次の三角関数の方程式および不等式を解きます。 (1) $\cos(\theta + \frac{\pi}{4}) = \frac{\sqrt{3}...

三角関数三角方程式三角不等式弧度法
2025/7/25

関数 $f(x) = \cos^3 x + \sin^3 x + \frac{1}{2} \cos x \sin x - \frac{1}{2} (\cos x + \sin x)$ が与えられ、$t...

三角関数最大値最小値関数の合成微分
2025/7/25

$0 \le \theta \le \pi$ のとき、不等式 $2\sin^2\theta + \sqrt{3}\sin\theta\cos\theta - \cos^2\theta \ge \fra...

三角関数三角関数の合成不等式2倍角の公式
2025/7/25

関数 $f(x) = 2\cos 2x + 2(\sqrt{3}-1)\cos x + 2 - \sqrt{3}$ について、 (1) $f(\frac{\pi}{3})$ の値を求める。 (2) $...

三角関数不等式加法定理2倍角の公式
2025/7/25

関数 $f(\theta) = \sin \theta - 2\cos \theta + \sqrt{5}$ の最大値を求め、さらに $f(\theta)$ が $\theta = \alpha$ で...

三角関数最大値三角関数の合成
2025/7/25

$0 \le x \le \pi$ のとき、$\sqrt{3} \sin x + \cos x = \sqrt{2}$ を満たす $x$ の値を求める問題です。

三角関数三角関数の合成方程式解の公式
2025/7/25

$0 \le \theta < 2\pi$ のとき、関数 $y = \cos 2\theta + 2\sqrt{3}\sin\theta$ の最大値と最小値を求め、そのときの $\theta$ の値を...

三角関数最大値最小値微分平方完成
2025/7/25

次の3つの定積分を計算する問題です。 (1) $\int_{0}^{1} \frac{x-1}{(2-x)^{2}} dx$ (2) $\int_{1}^{2} x \sqrt{2-x} dx$ (3...

定積分積分計算置換積分部分分数分解
2025/7/25

関数 $f(x) = \ln(\sqrt{1+x^2} - x) + 1$ が与えられており、$f(a) = 4$ である。また、$f(x) = g(x) + 1$ であり、$g(x)$ が奇関数であ...

関数対数関数奇関数合成関数
2025/7/25

関数 $f(x)$ が以下のように定義されているとき、実数全体で単調減少となるような $a$ の範囲を求める問題です。 $f(x) = \begin{cases} x^2 - 4ax + 1 & (x...

関数の単調性対数関数微分不等式場合分け
2025/7/25