(1) $\sin(-\frac{5\pi}{6})$ (2) $\cos(\frac{3\pi}{4})$ (3) $\tan(\frac{7\pi}{6})$

解析学三角関数対数微分積分部分積分置換積分不定積分定積分
2025/8/2
はい、承知いたしました。画像に写っている数学の問題を解いていきます。
**

1. 問題の内容**

与えられた三角関数の値を求め、対数の計算をし、関数を微分し、そして不定積分を計算する問題です。具体的には、以下の問題を解きます。

1. 三角関数の値:

(1) sin(5π6)\sin(-\frac{5\pi}{6})
(2) cos(3π4)\cos(\frac{3\pi}{4})
(3) tan(7π6)\tan(\frac{7\pi}{6})

2. 対数の計算:

(1) log2/74+3log2/72\log_{2/7} 4 + 3\log_{2/7} 2
(2) 2log10310log10302\log_{10} \frac{\sqrt{3}}{10} - \log_{10} 30

3. 関数の微分:

(1) y=x4y = x^4
(2) y=3xy = 3\sqrt{x}
(3) y=cosxy = \cos x
(4) y=x3sinxy = x^3 \sin x
(5) y=tanx+exy = \tan x + e^x
(6) y=cosx2y = \cos x^2
(7) y=(x2+1)1/3y = (x^2 + 1)^{-1/3}
(8) y=xxy = x^x
(9) y=xe2x+3y = xe^{2x+3}

4. 不定積分:

(1) (x2+1)dx\int (x^2 + 1) \, dx
(2) cosxdx\int \cos x \, dx
(3) xexdx\int xe^x \, dx
(4) 2xdx\int 2\sqrt{x} \, dx
(5) 1xlogxdx\int \frac{1}{x \log x} \, dx
(6) 2x3dx\int \sqrt{2x - 3} \, dx
(7) 124xdx\int_{-1}^{2} 4x \, dx
(8) 0πsinxdx\int_{0}^{\pi} \sin x \, dx
(9) 1e(logx)2xdx\int_{1}^{e} \frac{(\log x)^2}{x} \, dx
**

2. 解き方の手順**

1. **三角関数の値**

(1) sin(5π6)\sin(-\frac{5\pi}{6}):
sin(5π6)=sin(5π6)=sin(ππ6)=sin(π6)=12\sin(-\frac{5\pi}{6}) = -\sin(\frac{5\pi}{6}) = -\sin(\pi - \frac{\pi}{6}) = -\sin(\frac{\pi}{6}) = -\frac{1}{2}
(2) cos(3π4)\cos(\frac{3\pi}{4}):
cos(3π4)=cos(ππ4)=cos(π4)=22\cos(\frac{3\pi}{4}) = \cos(\pi - \frac{\pi}{4}) = -\cos(\frac{\pi}{4}) = -\frac{\sqrt{2}}{2}
(3) tan(7π6)\tan(\frac{7\pi}{6}):
tan(7π6)=tan(π+π6)=tan(π6)=13=33\tan(\frac{7\pi}{6}) = \tan(\pi + \frac{\pi}{6}) = \tan(\frac{\pi}{6}) = \frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{3}

2. **対数の計算**

(1) log2/74+3log2/72\log_{2/7} 4 + 3\log_{2/7} 2:
log2/74+3log2/72=log2/74+log2/723=log2/74+log2/78=log2/7(4×8)=log2/732=log2/7(27)5=5\log_{2/7} 4 + 3\log_{2/7} 2 = \log_{2/7} 4 + \log_{2/7} 2^3 = \log_{2/7} 4 + \log_{2/7} 8 = \log_{2/7} (4 \times 8) = \log_{2/7} 32 = \log_{2/7} (\frac{2}{7})^{-5} = -5
(2) 2log10310log10302\log_{10} \frac{\sqrt{3}}{10} - \log_{10} 30:
2log10310log1030=log10(310)2log1030=log103100log1030=log103/10030=log1011000=log10103=32\log_{10} \frac{\sqrt{3}}{10} - \log_{10} 30 = \log_{10} (\frac{\sqrt{3}}{10})^2 - \log_{10} 30 = \log_{10} \frac{3}{100} - \log_{10} 30 = \log_{10} \frac{3/100}{30} = \log_{10} \frac{1}{1000} = \log_{10} 10^{-3} = -3

3. **関数の微分**

(1) y=x4y = x^4:
y=4x3y' = 4x^3
(2) y=3x=3x1/2y = 3\sqrt{x} = 3x^{1/2}:
y=3×12x1/2=32xy' = 3 \times \frac{1}{2} x^{-1/2} = \frac{3}{2\sqrt{x}}
(3) y=cosxy = \cos x:
y=sinxy' = -\sin x
(4) y=x3sinxy = x^3 \sin x:
y=3x2sinx+x3cosxy' = 3x^2 \sin x + x^3 \cos x
(5) y=tanx+exy = \tan x + e^x:
y=sec2x+ex=1cos2x+exy' = \sec^2 x + e^x = \frac{1}{\cos^2 x} + e^x
(6) y=cos(x2)y = \cos(x^2):
y=sin(x2)×2x=2xsin(x2)y' = -\sin(x^2) \times 2x = -2x \sin(x^2)
(7) y=(x2+1)1/3y = (x^2 + 1)^{-1/3}:
y=13(x2+1)4/3×2x=2x3(x2+1)4/3y' = -\frac{1}{3} (x^2 + 1)^{-4/3} \times 2x = -\frac{2x}{3(x^2 + 1)^{4/3}}
(8) y=xxy = x^x:
logy=xlogx\log y = x \log x
yy=logx+x×1x=logx+1\frac{y'}{y} = \log x + x \times \frac{1}{x} = \log x + 1
y=y(logx+1)=xx(logx+1)y' = y(\log x + 1) = x^x(\log x + 1)
(9) y=xe2x+3y = xe^{2x+3}:
y=e2x+3+xe2x+3×2=e2x+3(1+2x)y' = e^{2x+3} + x e^{2x+3} \times 2 = e^{2x+3}(1 + 2x)

4. **不定積分**

(1) (x2+1)dx=x33+x+C\int (x^2 + 1) \, dx = \frac{x^3}{3} + x + C
(2) cosxdx=sinx+C\int \cos x \, dx = \sin x + C
(3) xexdx\int xe^x \, dx: (部分積分)
u=x,dv=exdxu = x, dv = e^x dx, du=dx,v=exdu = dx, v = e^x
xexdx=xexexdx=xexex+C=(x1)ex+C\int xe^x \, dx = xe^x - \int e^x \, dx = xe^x - e^x + C = (x-1)e^x + C
(4) 2xdx=2x1/2dx=2×23x3/2+C=43x3/2+C=43x3+C\int 2\sqrt{x} \, dx = 2 \int x^{1/2} \, dx = 2 \times \frac{2}{3} x^{3/2} + C = \frac{4}{3} x^{3/2} + C = \frac{4}{3} \sqrt{x^3} + C
(5) 1xlogxdx\int \frac{1}{x \log x} \, dx: (置換積分)
u=logxu = \log x, du=1xdxdu = \frac{1}{x} dx
1xlogxdx=1udu=logu+C=loglogx+C\int \frac{1}{x \log x} \, dx = \int \frac{1}{u} \, du = \log |u| + C = \log |\log x| + C
(6) 2x3dx\int \sqrt{2x - 3} \, dx: (置換積分)
u=2x3u = 2x - 3, du=2dxdu = 2 dx, dx=12dudx = \frac{1}{2} du
2x3dx=u×12du=12u1/2du=12×23u3/2+C=13(2x3)3/2+C=13(2x3)3+C\int \sqrt{2x - 3} \, dx = \int \sqrt{u} \times \frac{1}{2} du = \frac{1}{2} \int u^{1/2} du = \frac{1}{2} \times \frac{2}{3} u^{3/2} + C = \frac{1}{3} (2x - 3)^{3/2} + C = \frac{1}{3} \sqrt{(2x - 3)^3} + C
(7) 124xdx=[2x2]12=2(22)2(1)2=2(4)2(1)=82=6\int_{-1}^{2} 4x \, dx = [2x^2]_{-1}^{2} = 2(2^2) - 2(-1)^2 = 2(4) - 2(1) = 8 - 2 = 6
(8) 0πsinxdx=[cosx]0π=cos(π)(cos(0))=(1)(1)=1+1=2\int_{0}^{\pi} \sin x \, dx = [-\cos x]_{0}^{\pi} = -\cos(\pi) - (-\cos(0)) = -(-1) - (-1) = 1 + 1 = 2
(9) 1e(logx)2xdx\int_{1}^{e} \frac{(\log x)^2}{x} \, dx: (置換積分)
u=logxu = \log x, du=1xdxdu = \frac{1}{x} dx
x=1u=log1=0x = 1 \Rightarrow u = \log 1 = 0
x=eu=loge=1x = e \Rightarrow u = \log e = 1
1e(logx)2xdx=01u2du=[u33]01=133033=13\int_{1}^{e} \frac{(\log x)^2}{x} \, dx = \int_{0}^{1} u^2 \, du = [\frac{u^3}{3}]_{0}^{1} = \frac{1^3}{3} - \frac{0^3}{3} = \frac{1}{3}
**

3. 最終的な答え**

1. 三角関数の値:

(1) 12-\frac{1}{2}
(2) 22-\frac{\sqrt{2}}{2}
(3) 33\frac{\sqrt{3}}{3}

2. 対数の計算:

(1) 5-5
(2) 3-3

3. 関数の微分:

(1) 4x34x^3
(2) 32x\frac{3}{2\sqrt{x}}
(3) sinx-\sin x
(4) 3x2sinx+x3cosx3x^2 \sin x + x^3 \cos x
(5) 1cos2x+ex\frac{1}{\cos^2 x} + e^x
(6) 2xsin(x2)-2x \sin(x^2)
(7) 2x3(x2+1)4/3-\frac{2x}{3(x^2 + 1)^{4/3}}
(8) xx(logx+1)x^x(\log x + 1)
(9) e2x+3(1+2x)e^{2x+3}(1 + 2x)

4. 不定積分:

(1) x33+x+C\frac{x^3}{3} + x + C
(2) sinx+C\sin x + C
(3) (x1)ex+C(x-1)e^x + C
(4) 43x3+C\frac{4}{3} \sqrt{x^3} + C
(5) loglogx+C\log |\log x| + C
(6) 13(2x3)3+C\frac{1}{3} \sqrt{(2x - 3)^3} + C
(7) 6
(8) 2
(9) 13\frac{1}{3}

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