定積分 $\int_{1}^{2} \frac{1}{(x+1)^2} dx$ の値を計算し、$\frac{A}{B}$ と $\frac{C}{D}$ に当てはまる値を求める問題です。

解析学定積分積分置換積分計算
2025/5/31

1. 問題の内容

定積分 121(x+1)2dx\int_{1}^{2} \frac{1}{(x+1)^2} dx の値を計算し、AB\frac{A}{B}CD\frac{C}{D} に当てはまる値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、不定積分を計算します。
1(x+1)2dx=(x+1)2dx\int \frac{1}{(x+1)^2} dx = \int (x+1)^{-2} dx
u=x+1u = x+1 と置換すると、du=dxdu = dx となります。
u2du=u1+C=1u+C=1x+1+C\int u^{-2} du = -u^{-1} + C = -\frac{1}{u} + C = -\frac{1}{x+1} + C
次に、定積分を計算します。
121(x+1)2dx=[1x+1]12\int_{1}^{2} \frac{1}{(x+1)^2} dx = \left[-\frac{1}{x+1}\right]_{1}^{2}
=12+1(11+1)= -\frac{1}{2+1} - \left(-\frac{1}{1+1}\right)
=13+12= -\frac{1}{3} + \frac{1}{2}
=2+36=16= \frac{-2+3}{6} = \frac{1}{6}
[1x+1]12=[Ax+1]12\left[-\frac{1}{x+1}\right]_{1}^{2} = \left[-\frac{A}{x+1}\right]_{1}^{2} と比較すると、A=1A=1B=1B = 1
最終的な答え 16=CD\frac{1}{6} = \frac{C}{D} と比較すると、C=1C=1D=6D=6

3. 最終的な答え

A = 1
B = 1
C = 1
D = 6

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