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定積分の問題

∫[1,√3] arctanx/x^2 dx はどのように計算しますか?

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  • bran111
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回答No.2

I=∫[1,√3] arctanx/x^2 dx t=arctanx、x=tant と置く。 dx/dt=1/cos^2t, 積分範囲 :[1,√3] ⇒ [π/4,π/3] I=∫[π/4,π/3] [t/tan^2t]dt/cos^2t=∫[π/4,π/3] [t/sin^2]dt=∫[π/4,π/3]f(t)g'(t)dt とおいて部分積分を行う。 f(t)=t, g'(t)=1/sin^2t ⇒ f'(t)=1, g(t):以下に求める。 g(t)=∫(1/sin^2)dt 天下りだが d(cost/sint)dt=-1/sin^2t (実際に微分すればすぐ解る) よって g(t)=∫(1/sin^2)dt=-cost/sint I=∫[π/4,π/3]f(t)g'(t)dt=[f(t)g(t)][π/4,π/3]-∫[π/4,π/3]f'(t)g(t)dt =[-tcost/sint][π/4,π/3]-∫[π/4,π/3](-cost/sint)dt =-[π/3(1/2)/(√3/2)-π/4(1/√2)/(1/√2)]+∫[π/4,π/3](cost/sint)dt =π(9-4√3)/36+J J=∫[π/4,π/3](cost/sint)dt=∫[π/4,π/3](d(sint)/dt)/sint)dt=∫[π/4,π/3](d(sint)/sint) =[log(sint)][π/4,π/3]=log[(√3/2)/(1/√2)]=log(√3/√2)=(1/2)log(3/2) I=π(9-4√3)/36+(1/2)log(3/2)

その他の回答 (1)

  • info222_
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回答No.1

I=∫[1,√3] arctan(x)/x^2 dx 部分積分して =[-(1/x)arctan(x)][1,√3]+∫[1,√3] 1/(x(1+x^2)) dx =π/4-(1/√3)π/3+∫[1,√3] ((1/x)-x/(1+x^2)) dx =π(9-4√3)/36+[log|(x)-(1/2)log(1+x^2)][1,√3] =π(9-4√3)/36+[log|(√3)-(1/2)log(4)+(1/2)log(2)] =π(9-4√3)/36+(1/2)log(3/2) ...(答)