定積分 $\int_{0}^{\frac{\pi}{2}} (\sin x)^3 \cos x \, dx$ の値を求める問題です。選択肢の中から正しいものを選びます。

解析学定積分置換積分三角関数
2025/5/17

1. 問題の内容

定積分 0π2(sinx)3cosxdx\int_{0}^{\frac{\pi}{2}} (\sin x)^3 \cos x \, dx の値を求める問題です。選択肢の中から正しいものを選びます。

2. 解き方の手順

この積分は置換積分で解くことができます。
u=sinxu = \sin x と置くと、du=cosxdxdu = \cos x \, dx となります。
積分の範囲も変更する必要があります。
x=0x = 0 のとき、u=sin0=0u = \sin 0 = 0
x=π2x = \frac{\pi}{2} のとき、u=sinπ2=1u = \sin \frac{\pi}{2} = 1
したがって、積分は次のようになります。
01u3du\int_{0}^{1} u^3 \, du
これを計算します。
01u3du=[14u4]01=14(1404)=14(10)=14\int_{0}^{1} u^3 \, du = \left[ \frac{1}{4} u^4 \right]_{0}^{1} = \frac{1}{4} (1^4 - 0^4) = \frac{1}{4} (1 - 0) = \frac{1}{4}

3. 最終的な答え

14\frac{1}{4}

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