## 1. 問題の内容

解析学積分不定積分定積分係数
2025/5/24
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1. 問題の内容

問題は2つあります。

1. $\int (2x-3)^2 dx$ を計算し、$x^3$、$x^2$、$x$の係数を求めよ。

2. 関数 $f(x) = 4x + 3$ の不定積分のうち、$F(2) = 9$ を満たす $F(x)$ を求め、$x^2$と$x$の係数と定数項を求めよ。

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2. 解き方の手順

### 問題1: (2x3)2dx\int (2x-3)^2 dx

1. 展開: $(2x - 3)^2$ を展開します。

(2x3)2=(2x)22(2x)(3)+32=4x212x+9(2x - 3)^2 = (2x)^2 - 2(2x)(3) + 3^2 = 4x^2 - 12x + 9

2. 積分: 展開した式を積分します。

(4x212x+9)dx=4x2dx12xdx+9dx\int (4x^2 - 12x + 9) dx = 4 \int x^2 dx - 12 \int x dx + 9 \int dx
=4x3312x22+9x+C= 4 \cdot \frac{x^3}{3} - 12 \cdot \frac{x^2}{2} + 9x + C
=43x36x2+9x+C= \frac{4}{3}x^3 - 6x^2 + 9x + C
したがって、x3x^3の係数は 43\frac{4}{3}x2x^2の係数は 6-6xxの係数は99となります。
### 問題2: f(x)=4x+3f(x) = 4x + 3 の不定積分 F(x)F(x)F(2)=9F(2) = 9 を満たすもの

1. 不定積分: $f(x) = 4x + 3$ の不定積分を求めます。

F(x)=(4x+3)dx=4xdx+3dx=4x22+3x+C=2x2+3x+CF(x) = \int (4x + 3) dx = 4 \int x dx + 3 \int dx = 4 \cdot \frac{x^2}{2} + 3x + C = 2x^2 + 3x + C

2. 定数Cの決定: $F(2) = 9$ という条件から定数 $C$ を決定します。

F(2)=2(2)2+3(2)+C=2(4)+6+C=8+6+C=14+C=9F(2) = 2(2)^2 + 3(2) + C = 2(4) + 6 + C = 8 + 6 + C = 14 + C = 9
C=914=5C = 9 - 14 = -5
したがって、F(x)=2x2+3x5F(x) = 2x^2 + 3x - 5
x2x^2の係数は 22xxの係数は33、定数項は5-5です。
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3. 最終的な答え

### 問題1
* x3x^3 の係数: 43\frac{4}{3}
* x2x^2 の係数: 6-6
* xx の係数: 99
### 問題2
* x2x^2 の係数: 22
* xx の係数: 33
* 定数項: 5-5

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