$\int \frac{x^2 - 3x + 2}{x^2} dx$ を求める問題です。

解析学積分不定積分有理関数
2025/4/18

1. 問題の内容

x23x+2x2dx\int \frac{x^2 - 3x + 2}{x^2} dx を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、被積分関数を分解します。
x23x+2x2=x2x23xx2+2x2=13x+2x2\frac{x^2 - 3x + 2}{x^2} = \frac{x^2}{x^2} - \frac{3x}{x^2} + \frac{2}{x^2} = 1 - \frac{3}{x} + \frac{2}{x^2}
したがって、積分は次のようになります。
x23x+2x2dx=(13x+2x2)dx\int \frac{x^2 - 3x + 2}{x^2} dx = \int (1 - \frac{3}{x} + \frac{2}{x^2}) dx
各項を個別に積分します。
1dx=x\int 1 dx = x
3xdx=31xdx=3lnx\int \frac{3}{x} dx = 3 \int \frac{1}{x} dx = 3 \ln|x|
2x2dx=2x2dx=2x11=2x\int \frac{2}{x^2} dx = 2 \int x^{-2} dx = 2 \cdot \frac{x^{-1}}{-1} = -\frac{2}{x}
したがって、積分は次のようになります。
(13x+2x2)dx=x3lnx2x+C\int (1 - \frac{3}{x} + \frac{2}{x^2}) dx = x - 3\ln|x| - \frac{2}{x} + C
ここで、CC は積分定数です。

3. 最終的な答え

x3lnx2x+Cx - 3\ln|x| - \frac{2}{x} + C

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