与えられた積分 $\int (x-2)(x^2 - 4x + 5)^7 dx$ を計算します。

解析学積分置換積分定積分
2025/5/21

1. 問題の内容

与えられた積分 (x2)(x24x+5)7dx\int (x-2)(x^2 - 4x + 5)^7 dx を計算します。

2. 解き方の手順

この積分は、置換積分法を使って解くことができます。
u=x24x+5u = x^2 - 4x + 5 とおくと、dudx=2x4=2(x2)\frac{du}{dx} = 2x - 4 = 2(x - 2) となります。
したがって、du=2(x2)dxdu = 2(x - 2) dx となり、(x2)dx=12du(x - 2) dx = \frac{1}{2} du となります。
与えられた積分を uu を使って書き換えると、
(x2)(x24x+5)7dx=u712du=12u7du\int (x - 2)(x^2 - 4x + 5)^7 dx = \int u^7 \cdot \frac{1}{2} du = \frac{1}{2} \int u^7 du となります。
u7du=u88+C\int u^7 du = \frac{u^8}{8} + CCC は積分定数)なので、
12u7du=12u88+C=u816+C\frac{1}{2} \int u^7 du = \frac{1}{2} \cdot \frac{u^8}{8} + C = \frac{u^8}{16} + C となります。
最後に、uux24x+5x^2 - 4x + 5 に戻すと、
u816+C=(x24x+5)816+C\frac{u^8}{16} + C = \frac{(x^2 - 4x + 5)^8}{16} + C となります。

3. 最終的な答え

(x2)(x24x+5)7dx=(x24x+5)816+C\int (x-2)(x^2 - 4x + 5)^7 dx = \frac{(x^2 - 4x + 5)^8}{16} + C

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