定積分が a, b によらず0になる条件(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 定積分が a, b によらず0になる条件(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
すべての実数 $a,\ b$ に対して
\[ \int_{-1}^{1}(ax+b)(x^2+px+q)\,dx=0 \]
が成り立つように,定数 $p,\ q$ の値を定めよ.
\[ (ax+b)(x^2+px+q)=ax^3+(ap+b)x^2+(aq+bp)x+bq \]
奇数次の項の積分は $0$ であるから
\[ (\text{左辺})=2\int_0^1\{(ap+b)x^2+bq\}\,dx=2\left\{\frac{ap+b}{3}+bq\right\}=\frac{2p}{3}a+\left(\frac{2}{3}+2q\right)b \]
これがすべての $a,\ b$ について $0$ となる($a,\ b$ についての恒等式)条件は
\[ \frac{2p}{3}=0,\qquad \frac{2}{3}+2q=0 \]
よって $p=0,\ q=-\dfrac{1}{3}$
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