与えられた定積分を計算する問題です。具体的には、以下の定積分の和を求めます。 $\int_{1}^{3} (-9x^2 - 8x + 5) dx + \int_{3}^{1} (-9x^2 - 8x + 5) dx + \int_{-2}^{1} (-9x^2 - 8x + 5) dx$

解析学定積分積分積分計算
2025/3/27
はい、承知しました。

1. 問題の内容

与えられた定積分を計算する問題です。具体的には、以下の定積分の和を求めます。
13(9x28x+5)dx+31(9x28x+5)dx+21(9x28x+5)dx\int_{1}^{3} (-9x^2 - 8x + 5) dx + \int_{3}^{1} (-9x^2 - 8x + 5) dx + \int_{-2}^{1} (-9x^2 - 8x + 5) dx

2. 解き方の手順

まず、定積分の性質を利用して、積分区間をまとめます。
abf(x)dx+bcf(x)dx=acf(x)dx\int_{a}^{b} f(x) dx + \int_{b}^{c} f(x) dx = \int_{a}^{c} f(x) dx
abf(x)dx=baf(x)dx\int_{a}^{b} f(x) dx = - \int_{b}^{a} f(x) dx
を利用します。
13(9x28x+5)dx+31(9x28x+5)dx+21(9x28x+5)dx\int_{1}^{3} (-9x^2 - 8x + 5) dx + \int_{3}^{1} (-9x^2 - 8x + 5) dx + \int_{-2}^{1} (-9x^2 - 8x + 5) dx
=13(9x28x+5)dx13(9x28x+5)dx+21(9x28x+5)dx= \int_{1}^{3} (-9x^2 - 8x + 5) dx - \int_{1}^{3} (-9x^2 - 8x + 5) dx + \int_{-2}^{1} (-9x^2 - 8x + 5) dx
=21(9x28x+5)dx= \int_{-2}^{1} (-9x^2 - 8x + 5) dx
次に、積分を実行します。
(9x28x+5)dx=9x2dx8xdx+5dx=9x338x22+5x+C=3x34x2+5x+C\int (-9x^2 - 8x + 5) dx = -9 \int x^2 dx - 8 \int x dx + 5 \int dx = -9 \frac{x^3}{3} - 8 \frac{x^2}{2} + 5x + C = -3x^3 - 4x^2 + 5x + C
したがって、
21(9x28x+5)dx=[3x34x2+5x]21\int_{-2}^{1} (-9x^2 - 8x + 5) dx = [-3x^3 - 4x^2 + 5x]_{-2}^{1}
=(3(1)34(1)2+5(1))(3(2)34(2)2+5(2))= (-3(1)^3 - 4(1)^2 + 5(1)) - (-3(-2)^3 - 4(-2)^2 + 5(-2))
=(34+5)(3(8)4(4)10)= (-3 - 4 + 5) - (-3(-8) - 4(4) - 10)
=2(241610)= -2 - (24 - 16 - 10)
=2(2)= -2 - (-2)
=0= 0

3. 最終的な答え

0