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積分
計算方法がわからないので教えてください。
答えは-4/9となっています。
回答
手書きですみません🙇♂️
もっと簡単な方法があるかもしれません。参考までにです。
ありがとうございます! cos^3xはこう解消できるのですね… 参考にさせていただきます!
hirohiko さん、こんばんは。初めての方ですね。よろしく。
これは部分積分すれば求められますよ。
まずは方針のみ書きますので、やってみてください。
①部分積分の公式 $\int f(x)g’(x)dx=f(x)g(x)-\int f'(x)g(x)dx$ で
$f(x)=x,g'(x)=\sin^2x \cos x$ として部分積分します。
②$g(x)=\int \sin^2x \cos x dx$ は置換積分 $\sin x=t$ として求めます。
③$-\int f'(x)g(x)dx$ の部分は $\sin^3 x=\sin^2 x \sin x=(1-\cos^2 x)\sin x$ として、置換積分 $\cos x=t$ として計算します。
これで$-\dfrac{4}{9}$ が得られます。
もしやってみてうまくいかないようなら、あなたのノートを写真でアップしてください。間違いを見つけましょう。
全部書いてしまってもいいのだけれど、やはりあなたがやらないことには力にならないので、あえて方針のみで止めておきますね。意地悪してるんじゃないんです。
これで大丈夫ですか?会話型を目指しています。これを読んだら、わかったとか、まだこのへんがわからないから説明してほしいとか、計算がうまくいかないから見てくれとか、コメント欄に何か返事を書いてください。返事がないと、せっかく書いたものを読んでくれたのかどうか、書いたものが役に立ったのかどうか、こちらではわからないのです。コメントよろしく。
もう時間が遅いので、この後の対応は明日になりますが我慢してください。
(追記: 2024年8月24日9:11)
答にたどり着けたのならよかったです。さて、置換積分ですが、慣れという側面はあるかとは思いますが、やはり基本の形を押さえておくのがいいと思います。被積分関数がf(g(x))g'(x)の形であることが見えるような場合は置換しますね。今の問題ではサイン、コサインの微分がコサイン、ーサインなので、②ではその形になっているのが見えますね。f(t)=t²、t=g(x)=sinx、g'(x)=cosxです。
$\ xsqrt{ax+b}$ みたいなのも置換積分ですね。$t=ax+b$ と置換したり、$t=sqrt{ax+b}$ のように置換したりすると楽に計算ができます。扱いにくい形のものをひとまとまりに置換して、さらにその微分の形がどこかに見つかれば置換積分!
置換積分は、いろいろな問題をやってみて、勘を磨きましょう!
これでどうでしょうか?
(追記: 2024年8月24日12:34)
あ、$\sqrt{ax+b}$ です!
初めまして。回答していただきありがとうございます。 方針通りに計算したら答えを出すことができました! 質問なのですが、どのようなときに置換積分を行うと計算がうまくいくか、というのは慣れなのでしょうか。この形を見たら置換積分!みたいなものがあるのでしょうか?また、上級者の方は、置換積分を省略して計算したりするのですか?
上の回答に追記しました。読んでください。
お返事が遅くなってしまい、すみません。 ご丁寧にご回答いただき、ありがとうございます。 演習して、形が見えるように勘を磨きたいと思います!
また機会があれば、よろしくお願いします。
わからないことができたら、またどうぞ!お待ちしています!