曲線 $y = \frac{2}{x-1}$、直線 $x=2$, $x=3$, そして $x$軸で囲まれた図形の面積を求めます。積分を用いて面積を計算し、式の空欄を埋める問題です。

解析学定積分面積対数関数
2025/6/8

1. 問題の内容

曲線 y=2x1y = \frac{2}{x-1}、直線 x=2x=2, x=3x=3, そして xx軸で囲まれた図形の面積を求めます。積分を用いて面積を計算し、式の空欄を埋める問題です。

2. 解き方の手順

面積 SS は定積分で計算できます。
S=232x1dxS = \int_{2}^{3} \frac{2}{x-1} dx
まず、積分を計算します。
2x1dx=21x1dx=2logx1+C\int \frac{2}{x-1} dx = 2 \int \frac{1}{x-1} dx = 2 \log |x-1| + C
次に、定積分を計算します。
S=2[logx1]23=2(log31log21)=2(log2log1)S = 2 [\log |x-1|]_{2}^{3} = 2(\log |3-1| - \log |2-1|) = 2(\log 2 - \log 1)
log1=0\log 1 = 0 なので、
S=2log2S = 2 \log 2
したがって、
S=232x1dx=[2log(x1)]23=2log22log1=2log2S = \int_{2}^{3} \frac{2}{x-1} dx = [2\log(x-1)]_{2}^{3} = 2\log2 - 2\log1=2\log2
よって、
A: 2
B: 3
C: 2
D: x1x-1
E: 2
F: 3
G: 2
H: 2

3. 最終的な答え

A: 2
B: 3
C: 2
D: x-1
E: 2
F: 3
G: 2
H: 2

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