• ベストアンサー

数学 積分

問16の問題の時がよく分かりません。問題集の問題なのですが、答えも解き方も略になっていて分かりません。出来れば(1)(2)(3)の解き方と答えを教えて下さい。お願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • info222_
  • ベストアンサー率61% (1053/1707)
回答No.3

(続く) 問16 (3) ルート内>=0, 分母≠0 より x<-2, x>2 f(x)=1/(x^4*(x^2-4)^(1/2)) g1(x)=(x^2-4)^(1/2)/x, g2(x)=(x^2-4)^(1/2)/x^3 g1'(x)=(x^2-4)^(1/2)(1/x)'+((x^2-4)^(1/2))'(1//x) =-(1/x^2)(x^2-4)^(1/2)+(1//x)x/(x^2-4)^(1/2) =1/(x^2-4)^(1/2)-(1/x^2)(x^2-4)^(1/2) g2'(x)=(x^2-4)^(1/2)(1/x^3)'+((x^2-4)^(1/2))'(1//x^3) =-(3/x^4)(x^2-4)^(1/2)+(1/x^3)x/(x^2-4)^(1/2) =1/(x^2(x^2-4)^(1/2))-(3/x^4)(x^2-4)^(1/2) a g1'(x)+b g2'(x)=f(x) となるa,bを求めると a=1/24, b=1/12 I=∫ f(x) dx=∫ (a g1 ' (x)+ b g2 ' (x)) dx=a g1(x)+b g2(x) +C =(1/24)(1/x)(x^2-4)^(1/2) +(1/12)(1/x^3)(x^2-4)^(1/2) +C (C=任意定数) =(x^2+2)(√(x^2-4))/(24x^3)+C (C=任意定数) ... (Ans.)

その他の回答 (2)

  • info222_
  • ベストアンサー率61% (1053/1707)
回答No.2

16. (2) x=a*sinh(t) x^2+a^2=a^2*cosh^2(t) a*cosh(t)=(x^2+a^2)^(1/2) tanh(t)=x/(x^2+a^2)^(1/2) dx=a*cosh(t) dt I=∫x^2/(x^2+a^2)^(7/2) dx=∫ a sinh(t)tanh(t)/(a^5cosh^5(t)) dt =(1/a^4)∫ sinh^2(t)/cosh^6(t) dt =(1/a^4)∫ tanh^2(t)(1-tanh^2(t)) (tanh(t))' dt =(1/a^4) {(1/3)tanh^3(t)-(1/5)tanh^5(t)} +C =(1/a^4){(1/3)x^3/(x^2+a^2)^(3/2)-(1/5)x^5/(x^2+a^2)^(5/2)} +C =(x^3/a^4){(1/3)(x^2+a^2)-(1/5)x^2}/(x^2+a^2)^(5/2) +C =(1/(15a^4)) x^3 (2x^2+5a^2)/(x^2+a^2)^(5/2) +C (C=任意定数) ... (Ams.) (とりあえず(2)まで)

  • info222_
  • ベストアンサー率61% (1053/1707)
回答No.1

問16 (1) -a<=x<=a x=a*sin(t) (-pi/2<=t<=pi/2) tan(t)=sin(t)/cos(t)=x/(a^2-x^2)^(1/2) dx=a*cos(t) dt I=∫1/(a^2-x^2)^(5/2) dx=∫a*cos(t)dt/(a^5 (|cos(t)|)^5) =(1/a^4) ∫ dt/(cos(t))^4 =(1/a^4) ∫ (1+tan^2(t))(tan(t))' dt =(1/a^4) (tan(t)+tan^3(t)/3) +C(C:任意定数) =(1/a^4) (x/(a^2-x^2)^(1/2)+x^3/(a^2-x^2)^(3/2)/3) +C =(x/(3a^4)) (3a^2-2x^2)/(a^2-x^2)^(3/2)+C(C:任意定数) ... (Ans.) (とりあえず(1)だけ)

関連するQ&A