定積分 $\int_{-2}^{1} (2x^3 + 6x^2 + 2x - 1) dx$ を計算する問題です。

解析学定積分積分多項式
2025/4/7

1. 問題の内容

定積分 21(2x3+6x2+2x1)dx\int_{-2}^{1} (2x^3 + 6x^2 + 2x - 1) dx を計算する問題です。

2. 解き方の手順

まず、積分する関数 f(x)=2x3+6x2+2x1f(x) = 2x^3 + 6x^2 + 2x - 1 の不定積分 F(x)F(x) を求めます。
それぞれの項を積分します。
2x3dx=24x4=12x4\int 2x^3 dx = \frac{2}{4}x^4 = \frac{1}{2}x^4
6x2dx=63x3=2x3\int 6x^2 dx = \frac{6}{3}x^3 = 2x^3
2xdx=x2\int 2x dx = x^2
1dx=x\int -1 dx = -x
したがって、F(x)=12x4+2x3+x2x+CF(x) = \frac{1}{2}x^4 + 2x^3 + x^2 - x + C となります(Cは積分定数)。
次に、定積分の値を求めます。
定積分の定義より、21(2x3+6x2+2x1)dx=F(1)F(2)\int_{-2}^{1} (2x^3 + 6x^2 + 2x - 1) dx = F(1) - F(-2) を計算します。
F(1)=12(1)4+2(1)3+(1)2(1)=12+2+11=52F(1) = \frac{1}{2}(1)^4 + 2(1)^3 + (1)^2 - (1) = \frac{1}{2} + 2 + 1 - 1 = \frac{5}{2}
F(2)=12(2)4+2(2)3+(2)2(2)=12(16)+2(8)+4+2=816+4+2=2F(-2) = \frac{1}{2}(-2)^4 + 2(-2)^3 + (-2)^2 - (-2) = \frac{1}{2}(16) + 2(-8) + 4 + 2 = 8 - 16 + 4 + 2 = -2
したがって、21(2x3+6x2+2x1)dx=F(1)F(2)=52(2)=52+2=52+42=92\int_{-2}^{1} (2x^3 + 6x^2 + 2x - 1) dx = F(1) - F(-2) = \frac{5}{2} - (-2) = \frac{5}{2} + 2 = \frac{5}{2} + \frac{4}{2} = \frac{9}{2}

3. 最終的な答え

92\frac{9}{2}

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