定積分 $\int_{0}^{2} 3^{x-2} dx$ を計算します。

解析学定積分指数関数積分
2025/5/9

1. 問題の内容

定積分 023x2dx\int_{0}^{2} 3^{x-2} dx を計算します。

2. 解き方の手順

まず、指数関数の積分公式 axdx=axlna+C\int a^x dx = \frac{a^x}{\ln a} + C を利用します。
3x23^{x-2} を積分すると、
3x2dx=3x2ln3+C\int 3^{x-2} dx = \frac{3^{x-2}}{\ln 3} + C
となります。
次に、定積分の定義に従い、積分範囲の端点を代入します。
023x2dx=[3x2ln3]02=322ln3302ln3=30ln332ln3\int_{0}^{2} 3^{x-2} dx = \left[ \frac{3^{x-2}}{\ln 3} \right]_{0}^{2} = \frac{3^{2-2}}{\ln 3} - \frac{3^{0-2}}{\ln 3} = \frac{3^0}{\ln 3} - \frac{3^{-2}}{\ln 3}
=1ln319ln3=99ln319ln3=89ln3= \frac{1}{\ln 3} - \frac{1}{9\ln 3} = \frac{9}{9\ln 3} - \frac{1}{9\ln 3} = \frac{8}{9\ln 3}

3. 最終的な答え

89ln3\frac{8}{9\ln 3}