問題は、等式 $f(x) = -3x^2 + 3\int_{-1}^0 f(t) dt$ を満たす関数 $f(x)$ を求めることです。

解析学積分関数定積分
2025/5/21

1. 問題の内容

問題は、等式 f(x)=3x2+310f(t)dtf(x) = -3x^2 + 3\int_{-1}^0 f(t) dt を満たす関数 f(x)f(x) を求めることです。

2. 解き方の手順

まず、C=10f(t)dtC = \int_{-1}^0 f(t) dt とおくと、f(x)f(x) は次のように表されます。
f(x)=3x2+3Cf(x) = -3x^2 + 3C
次に、両辺を 1-1 から 00 まで積分します。
10f(x)dx=10(3x2+3C)dx\int_{-1}^0 f(x) dx = \int_{-1}^0 (-3x^2 + 3C) dx
左辺は CC に等しいので、
C=10(3x2+3C)dxC = \int_{-1}^0 (-3x^2 + 3C) dx
右辺を計算します。
10(3x2+3C)dx=[x3+3Cx]10=(0)(13C)=1+3C\int_{-1}^0 (-3x^2 + 3C) dx = [-x^3 + 3Cx]_{-1}^0 = (0) - (1 - 3C) = -1 + 3C
したがって、C=1+3CC = -1 + 3C となります。
この式を解くと、
2C=12C = 1
C=12C = \frac{1}{2}
よって、f(x)=3x2+3C=3x2+3(12)=3x2+32f(x) = -3x^2 + 3C = -3x^2 + 3(\frac{1}{2}) = -3x^2 + \frac{3}{2}

3. 最終的な答え

f(x)=3x2+32f(x) = -3x^2 + \frac{3}{2}

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