以下の2つの不定積分を計算します。 (1) $\int \frac{1}{\sqrt{x}} dx$ (2) $\int (\frac{1}{x} + \frac{1}{x^2}) dx$

解析学積分不定積分微積分積分公式
2025/6/20

1. 問題の内容

以下の2つの不定積分を計算します。
(1) 1xdx\int \frac{1}{\sqrt{x}} dx
(2) (1x+1x2)dx\int (\frac{1}{x} + \frac{1}{x^2}) dx

2. 解き方の手順

(1) 1xdx\int \frac{1}{\sqrt{x}} dx を計算します。
1x=x12\frac{1}{\sqrt{x}} = x^{-\frac{1}{2}} なので、
1xdx=x12dx\int \frac{1}{\sqrt{x}} dx = \int x^{-\frac{1}{2}} dx
指数の積分公式 xndx=xn+1n+1+C\int x^n dx = \frac{x^{n+1}}{n+1} + Cn1n \neq -1)を使うと、
x12dx=x12+112+1+C=x1212+C=2x+C\int x^{-\frac{1}{2}} dx = \frac{x^{-\frac{1}{2}+1}}{-\frac{1}{2}+1} + C = \frac{x^{\frac{1}{2}}}{\frac{1}{2}} + C = 2\sqrt{x} + C
(2) (1x+1x2)dx\int (\frac{1}{x} + \frac{1}{x^2}) dx を計算します。
(1x+1x2)dx=1xdx+1x2dx\int (\frac{1}{x} + \frac{1}{x^2}) dx = \int \frac{1}{x} dx + \int \frac{1}{x^2} dx
1xdx=logx+C1\int \frac{1}{x} dx = \log|x| + C_1
1x2dx=x2dx=x2+12+1+C2=x11+C2=1x+C2\int \frac{1}{x^2} dx = \int x^{-2} dx = \frac{x^{-2+1}}{-2+1} + C_2 = \frac{x^{-1}}{-1} + C_2 = -\frac{1}{x} + C_2
したがって、
(1x+1x2)dx=logx1x+C\int (\frac{1}{x} + \frac{1}{x^2}) dx = \log|x| - \frac{1}{x} + C

3. 最終的な答え

(1) 2x+C2\sqrt{x} + C
(2) logx1x+C\log|x| - \frac{1}{x} + C

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