与えられた5つの不定積分を計算し、空欄を埋める問題です。

解析学積分不定積分log関数三角関数部分積分
2025/5/24

1. 問題の内容

与えられた5つの不定積分を計算し、空欄を埋める問題です。

2. 解き方の手順

(1) (x+2)3x3dx=x3+6x2+12x+8x3dx=(1+6x+12x2+8x3)dx\int \frac{(x+2)^3}{x^3} dx = \int \frac{x^3+6x^2+12x+8}{x^3} dx = \int (1+\frac{6}{x}+\frac{12}{x^2}+\frac{8}{x^3}) dx
=(1+6x+12x2+8x3)dx=x+6logx+12x11+8x22+C= \int (1+\frac{6}{x}+12x^{-2}+8x^{-3}) dx = x+6\log|x|+12\frac{x^{-1}}{-1}+8\frac{x^{-2}}{-2}+C
=x+6logx12x4x2+C= x+6\log|x|-\frac{12}{x}-\frac{4}{x^2}+C
(2) 3x2logxdx=logx3x2dx(1x3x2dx)dx=x3logx(1xx3)dx\int 3x^2\log x dx = \log x \int 3x^2 dx - \int (\frac{1}{x} \int 3x^2 dx) dx = x^3\log x - \int (\frac{1}{x}x^3)dx
=x3logxx2dx=x3logx13x3+C= x^3\log x - \int x^2dx = x^3\log x - \frac{1}{3}x^3 + C
(3) (5x+3)e2xdx=(5x+3)e2xdx(5e2xdx)dx=(5x+3)12e2x5(12e2x)dx\int (5x+3)e^{2x} dx = (5x+3)\int e^{2x} dx - \int (5 \int e^{2x}dx)dx = (5x+3)\frac{1}{2}e^{2x}-\int 5(\frac{1}{2}e^{2x})dx
=52xe2x+32e2x52e2xdx=52xe2x+32e2x5212e2x+C= \frac{5}{2}xe^{2x}+\frac{3}{2}e^{2x} - \frac{5}{2}\int e^{2x} dx = \frac{5}{2}xe^{2x}+\frac{3}{2}e^{2x} - \frac{5}{2}\frac{1}{2}e^{2x}+C
=52xe2x+32e2x54e2x+C=52xe2x+14e2x+C=(104x+14)e2x+C= \frac{5}{2}xe^{2x} + \frac{3}{2}e^{2x} - \frac{5}{4}e^{2x}+C = \frac{5}{2}xe^{2x} + \frac{1}{4}e^{2x}+C = (\frac{10}{4}x+\frac{1}{4})e^{2x}+C
(4) log(3x)dx=(log3+logx)dx=(log3)x+logxdx\int \log(3x) dx = \int (\log 3 + \log x) dx = (\log 3)x + \int \log x dx
logxdx=xlogxx1xdx=xlogx1dx=xlogxx+C\int \log x dx = x\log x - \int x\frac{1}{x} dx = x\log x - \int 1 dx = x\log x - x + C
log(3x)dx=xlog3+xlogxx+C=x(log3+logx)x+C=xlog(3x)x+C=11(xlog(3x)x)+C=11(xlog(3x)x)+C\int \log(3x) dx = x\log 3 + x\log x - x + C = x(\log 3 + \log x) - x + C = x\log (3x) - x + C = \frac{1}{1}(x\log(3x)-x)+C = \frac{1}{1}(x\log(3x)-x)+C
log(3x)dx=xlog(3x)x+C=1xlog(3x)1x+C\int \log(3x) dx = x\log(3x) - x + C = 1\cdot x \log(3x) - 1\cdot x + C
log(3x)dx=1log(3x)dx=xlog(3x)x33xdx=xlog(3x)1dx=xlog(3x)x+C=11xlog(3x)11x+C\int \log(3x) dx = \int 1\cdot \log(3x) dx = x\log(3x) - \int x \cdot \frac{3}{3x} dx = x\log(3x) - \int 1 dx = x\log(3x) - x + C = \frac{1}{1}x\log(3x)-\frac{1}{1}x + C
=1(xlog(3x)x)+C=1((1x0)log(3x)x)+C= 1 \cdot (x\log(3x)-x)+C = 1((1x-0)\log(3x) - x) + C.
Then x(log(3x)1)+Cx(\log(3x) - 1)+C.
I=(x(log(3x)1)+CI = (x(\log(3x) - 1)+C. ddxI=log(3x)1+x33x=log(3x)1+1=log(3x)\frac{d}{dx} I = \log(3x)-1 +x \frac{3}{3x} = \log(3x)-1+1 = \log(3x).
(5) sin6xcos2xdx=12(sin(6x+2x)+sin(6x2x))dx=12(sin8x+sin4x)dx\int \sin 6x \cos 2x dx = \int \frac{1}{2}(\sin(6x+2x)+\sin(6x-2x)) dx = \frac{1}{2}\int (\sin 8x + \sin 4x) dx
=12(18cos8x14cos4x)+C=116cos8x18cos4x+C= \frac{1}{2}(-\frac{1}{8}\cos 8x - \frac{1}{4}\cos 4x) + C = -\frac{1}{16}\cos 8x - \frac{1}{8}\cos 4x + C

3. 最終的な答え

(1) 1:6, 2:12, 3:1, 4:4
(2) 5:3
(3) 6:10, 7:4, 8:1, 9:2
(4) 10:1, 11:1, 12:0, 13:3, 14:0
(5) 15:1, 16:16, 17:8, 18:1, 19:8

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