与えられた2つの関数を$x$について微分し、$y' = Ax \cos(Bx)$と$F'(x) = e^x - C$の形式で答えを求めます。ここで$A$, $B$, $C$はそれぞれ数字が入る部分です。

解析学微分積分微積分学の基本定理部分積分
2025/3/29

1. 問題の内容

与えられた2つの関数をxxについて微分し、y=Axcos(Bx)y' = Ax \cos(Bx)F(x)=exCF'(x) = e^x - Cの形式で答えを求めます。ここでAA, BB, CCはそれぞれ数字が入る部分です。

2. 解き方の手順

(1) 関数y=1x2tcos(3t)dty = \int_1^x 2t \cos(3t) dtを微分します。微積分学の基本定理によれば、
ddxaxf(t)dt=f(x)\frac{d}{dx} \int_a^x f(t) dt = f(x)
したがって、
y=ddx1x2tcos(3t)dt=2xcos(3x)y' = \frac{d}{dx} \int_1^x 2t \cos(3t) dt = 2x \cos(3x)
よって、A=2A = 2B=3B = 3となります。
(2) 関数F(x)=0x(xt)etdtF(x) = \int_0^x (x-t)e^t dtを微分します。まず積分を計算します。
F(x)=0x(xt)etdt=0xxetdt0xtetdt=x0xetdt0xtetdtF(x) = \int_0^x (x-t)e^t dt = \int_0^x xe^t dt - \int_0^x te^t dt = x\int_0^x e^t dt - \int_0^x te^t dt
0xetdt=[et]0x=ex1\int_0^x e^t dt = [e^t]_0^x = e^x - 1
0xtetdt\int_0^x te^t dt を部分積分で計算します。u=tu=t, dv=etdtdv=e^t dtとすると、du=dtdu=dt, v=etv=e^tなので、
0xtetdt=[tet]0x0xetdt=xex(ex1)=xexex+1\int_0^x te^t dt = [te^t]_0^x - \int_0^x e^t dt = xe^x - (e^x - 1) = xe^x - e^x + 1
したがって、
F(x)=x(ex1)(xexex+1)=xexxxex+ex1=exx1F(x) = x(e^x - 1) - (xe^x - e^x + 1) = xe^x - x - xe^x + e^x - 1 = e^x - x - 1
F(x)=ddx(exx1)=ex1F'(x) = \frac{d}{dx}(e^x - x - 1) = e^x - 1
よって、C=1C = 1となります。

3. 最終的な答え

(1) y=2xcos(3x)y' = 2x \cos(3x)
(2) F(x)=ex1F'(x) = e^x - 1

「解析学」の関連問題

$n$ を0以上の整数とするとき、次の等式を証明する問題です。 (1) $\int_{1}^{e} x^n \log_e x dx = \frac{ne^{n+1}+1}{(n+1)^2}$ (2) ...

積分部分積分定積分
2025/4/10

定積分 $\int_{1}^{3} (x^2 - 1) dx$ を計算する。

定積分積分計算
2025/4/10

与えられた積分 $\int (x^2 - 1) dx$ を計算する問題です。

積分不定積分積分計算
2025/4/10

$$\int (x^2 - 1) dx = \int x^2 dx - \int 1 dx$$

積分不定積分多項式
2025/4/10

関数 $f(x) = x^3 - 3x$ が与えられています。曲線 $y = f(x)$ を $C$ とし、$C$ 上の点 $(t, t^3 - 3t)$ における接線を $l$ とします。ただし、$...

微分接線積分関数のグラフ面積
2025/4/10

問題は以下の2つです。 (1) 不定積分 $\int (6x^2 - 2x + 5) dx$ を求める。 (2) 定積分 $\int_{-1}^{0} (6x^2 - 2x + 5) dx$ を求める...

積分不定積分定積分積分計算
2025/4/10

関数 $f(x) = 4^x - 3 \cdot 2^{x-2}$ が与えられている。 (1) $2^x = t$ とおくとき、$f(x)$ を $t$ を用いて表す。 (2) $x \le -1$ ...

関数の最大最小指数関数二次関数関数のとりうる値の範囲
2025/4/10

$0 \le \theta < 2\pi$ のとき、次の方程式、不等式を解く。 (1) $\sin \theta + \cos \theta = 1$ (2) $\sin \theta - \sqrt...

三角関数三角方程式三角不等式三角関数の合成方程式の解法不等式の解法
2025/4/10

$\lim_{x \to 1} \frac{\sqrt{x} - 1}{x - 1}$ を計算する。

極限有理化関数
2025/4/10

定積分を計算する問題です。具体的には、関数 $ -\frac{1}{4}x^4 - \frac{1}{3}x^3 + \frac{1}{2}x^2 + x $ の $ -1 $ から $ 1 $ まで...

定積分積分計算多項式
2025/4/10