定積分 $\int_{0}^{2} 2^x dx$ を計算する問題です。

解析学定積分指数関数積分
2025/7/25

1. 問題の内容

定積分 022xdx\int_{0}^{2} 2^x dx を計算する問題です。

2. 解き方の手順

まず、関数 2x2^x の原始関数を求めます。一般に、axa^x (a > 0, a ≠ 1) の原始関数は axlna\frac{a^x}{\ln a} で与えられます。したがって、2x2^x の原始関数は 2xln2\frac{2^x}{\ln 2} です。
次に、定積分の定義に従い、求めた原始関数に積分区間の上限と下限を代入し、その差を計算します。
022xdx=[2xln2]02=22ln220ln2=4ln21ln2=3ln2\int_{0}^{2} 2^x dx = \left[ \frac{2^x}{\ln 2} \right]_{0}^{2} = \frac{2^2}{\ln 2} - \frac{2^0}{\ln 2} = \frac{4}{\ln 2} - \frac{1}{\ln 2} = \frac{3}{\ln 2}

3. 最終的な答え

3ln2\frac{3}{\ln 2}

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