以下の4つの積分を計算します。 (1) $\int \frac{1}{\sqrt{x}} dx$ (2) $\int \left( \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2} \right) dx$ (3) $\int \sqrt{x} dx$ (4) $\int \frac{1}{x^2 + 3} dx$

解析学積分不定積分ルート対数関数逆正接関数
2025/6/20

1. 問題の内容

以下の4つの積分を計算します。
(1) 1xdx\int \frac{1}{\sqrt{x}} dx
(2) (1x+1x2)dx\int \left( \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2} \right) dx
(3) xdx\int \sqrt{x} dx
(4) 1x2+3dx\int \frac{1}{x^2 + 3} dx

2. 解き方の手順

(1) 1xdx=x12dx=x1212+C=2x+C\int \frac{1}{\sqrt{x}} dx = \int x^{-\frac{1}{2}} dx = \frac{x^{\frac{1}{2}}}{\frac{1}{2}} + C = 2\sqrt{x} + C
(2) (1x+1x2)dx=1xdx+x2dx=lnx+x11+C=lnx1x+C\int \left( \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2} \right) dx = \int \frac{1}{x} dx + \int x^{-2} dx = \ln |x| + \frac{x^{-1}}{-1} + C = \ln |x| - \frac{1}{x} + C
(3) xdx=x12dx=x3232+C=23x32+C=23xx+C\int \sqrt{x} dx = \int x^{\frac{1}{2}} dx = \frac{x^{\frac{3}{2}}}{\frac{3}{2}} + C = \frac{2}{3} x^{\frac{3}{2}} + C = \frac{2}{3} x\sqrt{x} + C
(4) 1x2+3dx=1x2+(3)2dx=13arctan(x3)+C\int \frac{1}{x^2 + 3} dx = \int \frac{1}{x^2 + (\sqrt{3})^2} dx = \frac{1}{\sqrt{3}} \arctan \left( \frac{x}{\sqrt{3}} \right) + C
1x2+a2dx=1aarctan(xa)+C\int \frac{1}{x^2+a^2}dx = \frac{1}{a}\arctan(\frac{x}{a})+C

3. 最終的な答え

(1) 2x+C2\sqrt{x} + C
(2) lnx1x+C\ln |x| - \frac{1}{x} + C
(3) 23xx+C\frac{2}{3} x\sqrt{x} + C
(4) 13arctan(x3)+C\frac{1}{\sqrt{3}} \arctan \left( \frac{x}{\sqrt{3}} \right) + C

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