導関数 $F'(x) = 3x^2 + 8x$ が与えられており、$F(-2) = 3$ であるとき、関数 $F(x)$ を求める問題です。

解析学積分導関数不定積分積分定数
2025/3/26

1. 問題の内容

導関数 F(x)=3x2+8xF'(x) = 3x^2 + 8x が与えられており、F(2)=3F(-2) = 3 であるとき、関数 F(x)F(x) を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、F(x)F'(x) を積分して F(x)F(x) を求めます。
F(x)dx=(3x2+8x)dx\int F'(x) dx = \int (3x^2 + 8x) dx
=3x2dx+8xdx = \int 3x^2 dx + \int 8x dx
=3x2dx+8xdx = 3 \int x^2 dx + 8 \int x dx
=3x33+8x22+C = 3 \cdot \frac{x^3}{3} + 8 \cdot \frac{x^2}{2} + C
=x3+4x2+C = x^3 + 4x^2 + C
したがって、F(x)=x3+4x2+CF(x) = x^3 + 4x^2 + C となります。
次に、F(2)=3F(-2) = 3 という条件を使って積分定数 CC を求めます。
F(2)=(2)3+4(2)2+C=3F(-2) = (-2)^3 + 4(-2)^2 + C = 3
8+4(4)+C=3-8 + 4(4) + C = 3
8+16+C=3-8 + 16 + C = 3
8+C=38 + C = 3
C=38C = 3 - 8
C=5C = -5
したがって、F(x)=x3+4x25F(x) = x^3 + 4x^2 - 5 となります。

3. 最終的な答え

F(x)=x3+4x25F(x) = x^3 + 4x^2 - 5

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