定積分 $\int_{-1}^{0} \frac{x+3}{x+2} dx$ を計算する。

解析学定積分積分部分分数分解積分計算
2025/6/9

1. 問題の内容

定積分 10x+3x+2dx\int_{-1}^{0} \frac{x+3}{x+2} dx を計算する。

2. 解き方の手順

まず、被積分関数を部分分数分解または変形することを試みる。
x+3x+2=(x+2)+1x+2=1+1x+2\frac{x+3}{x+2} = \frac{(x+2)+1}{x+2} = 1 + \frac{1}{x+2}
したがって、積分は次のようになる。
10x+3x+2dx=10(1+1x+2)dx\int_{-1}^{0} \frac{x+3}{x+2} dx = \int_{-1}^{0} (1 + \frac{1}{x+2}) dx
この積分を2つの部分に分ける。
101dx+101x+2dx\int_{-1}^{0} 1 dx + \int_{-1}^{0} \frac{1}{x+2} dx
それぞれの積分を計算する。
101dx=[x]10=0(1)=1\int_{-1}^{0} 1 dx = [x]_{-1}^{0} = 0 - (-1) = 1
101x+2dx=[lnx+2]10=ln0+2ln1+2=ln2ln1=ln20=ln2\int_{-1}^{0} \frac{1}{x+2} dx = [\ln|x+2|]_{-1}^{0} = \ln|0+2| - \ln|-1+2| = \ln 2 - \ln 1 = \ln 2 - 0 = \ln 2
したがって、元の積分は次のようになる。
10x+3x+2dx=1+ln2\int_{-1}^{0} \frac{x+3}{x+2} dx = 1 + \ln 2

3. 最終的な答え

1+ln21 + \ln 2

「解析学」の関連問題

与えられた3つの変数分離形の微分方程式の一般解を求める問題です。 (1) $y' = x(1-y)$ (2) $y' = 1-y^2$ (3) $yy' = x^3$

微分方程式変数分離形一般解積分
2025/6/9

与えられた微分方程式 $(1+x^2) \frac{dy}{dx} + 2xy = 1$ の一般解を求め、さらに初期条件 $y(0)=0$ を満たす特殊解を求める問題です。

微分方程式線形微分方程式積分因子一般解特殊解初期条件
2025/6/9

## 重積分の問題

重積分変数変換ヤコビアン極座標変換
2025/6/9

以下の関数の $n$ 次導関数 ($n \geq 1$) を求める問題です。 (1) $y = \frac{1}{1+x}$ (2) $y = \log(1-x)$ (3) $y = (1+x)^a$...

導関数微分ライプニッツの公式高階微分
2025/6/9

与えられた微分方程式 $xy' + 2y = e^{3x}$ の一般解を求め、初期条件 $y(1) = 0$ を満たす特殊解を求めよ。

微分方程式1階線形微分方程式初期条件一般解特殊解積分因子部分積分
2025/6/9

関数 $y = \frac{1}{1+x}$ の $n$ 次導関数 ($n \ge 1$) を求める問題です。

微分導関数数学的帰納法
2025/6/9

与えられた1階線形微分方程式 $y' + xy = x$ の積分因子を求め、その一般解を求める。ただし、$x > 0$ とする。

微分方程式1階線形微分方程式積分因子一般解
2025/6/9

与えられた関数 $y = \cot(x) + \frac{1}{2}\tan^2(x)$ を微分して、$dy/dx$ を求める問題です。

微分三角関数cottan導関数
2025/6/9

次の2つの不定積分を求める問題です。 (1) $\int (4x+1)^5 dx$ (2) $\int xe^x dx$

積分不定積分置換積分法部分積分法
2025/6/9

次の2つの定積分を求める問題です。 (1) $\int_{0}^{1} (2x^3) dx$ (2) $\int_{0}^{\frac{\pi}{3}} (\sin x) dx$

定積分不定積分積分
2025/6/9