与えられた二つの不定積分を計算します。 一つ目の積分は $\int \frac{4e^{4x}}{e^{4x} + 5} dx$ です。 二つ目の積分は $\int \frac{x^5}{x^6 + 4} dx$ です。

解析学積分置換積分指数関数対数関数
2025/6/11

1. 問題の内容

与えられた二つの不定積分を計算します。
一つ目の積分は 4e4xe4x+5dx\int \frac{4e^{4x}}{e^{4x} + 5} dx です。
二つ目の積分は x5x6+4dx\int \frac{x^5}{x^6 + 4} dx です。

2. 解き方の手順

(1) 一つ目の積分 4e4xe4x+5dx\int \frac{4e^{4x}}{e^{4x} + 5} dx について:
u=e4x+5u = e^{4x} + 5 と置換します。すると、du=4e4xdxdu = 4e^{4x} dx となります。
したがって、積分は 1udu\int \frac{1}{u} du となります。
1udu=lnu+C=lne4x+5+C\int \frac{1}{u} du = \ln |u| + C = \ln |e^{4x} + 5| + C となります。e4x+5e^{4x}+5 は常に正なので、絶対値記号を省略できます。
(2) 二つ目の積分 x5x6+4dx\int \frac{x^5}{x^6 + 4} dx について:
v=x6+4v = x^6 + 4 と置換します。すると、dv=6x5dxdv = 6x^5 dx となります。よって、x5dx=16dvx^5 dx = \frac{1}{6} dv です。
したがって、積分は 16vdv=161vdv\int \frac{1}{6v} dv = \frac{1}{6} \int \frac{1}{v} dv となります。
161vdv=16lnv+C=16lnx6+4+C\frac{1}{6} \int \frac{1}{v} dv = \frac{1}{6} \ln |v| + C = \frac{1}{6} \ln |x^6 + 4| + C となります。x6+4x^6+4 は常に正なので、絶対値記号を省略できます。

3. 最終的な答え

一つ目の積分:
ln(e4x+5)+C\ln(e^{4x} + 5) + C
二つ目の積分:
16ln(x6+4)+C\frac{1}{6} \ln(x^6 + 4) + C

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