今回解く積分はこちら!
∫0π2sinx−sin2xdx
模範解答とは全く違う解法ですが、初見での解法を載せてみました。では、実際に解いていきましょう!
∫0π2sinx−sin2xdx=∫0π2cosx−cos2xdx=∫0π2cosx(1−cosx)dx=∫0π22cosx⋅sin2x2dx=∫0π22cosx⋅sinx2dx=∫0π22(2cos2x2−1)⋅sinx2dx=22∫1212t2−1dt⋯(∗1)=22∫0π41cos2x−1⋅12⋅sinxcos2xdx=2∫0π4tanx⋅sinxcos2xdx=2∫0π41−cos2xcos3xdx=2(∫0π41cos3xdx−∫0π41cosxdx)ここで、∫0π41cos3xdx,∫0π41cosxdxをそれぞれ計算していく。∫0π41cosxdx=∫0π4cosxcos2xdx=∫0π4cosx1−sin2xdx=∫01211−t2dt=12∫012(11+t+11−t)dt=12[log(1+t)−log(1−t)]012=12log2+12−1=12log(3+22)=log(2+1)
∫0π41cos3xdx=∫0π41cos2x⋅1cosxdx=[tanx⋅1cosx]0π4−∫0π4tanx⋅sinxcos2xdx=2−∫0π4sin2xcos3xdx=2−∫0π41cos3xdx+∫0π41cosxdx
よって∫0π41cos3xdx=12(2+log(2+1))
以上から、2(∫0π41cos3xdx−∫0π41cosxdx)=2−log(2+1)=2+log(12+1)=2+log(2−1)
∗1⋯t=12tanx
∫0π2sinx−sin2xdx=2+log(2−1)
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