有理化してから積分する無理関数(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: 有理化してから積分する無理関数(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
次の不定積分を求めよ.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $\displaystyle\int\frac{dx}{\sqrt{x+1}+\sqrt{x}}$
\item[(2)] $\displaystyle\int\frac{x}{\sqrt{2x+1}}\,dx$
\end{enumerate}
$C$ は積分定数とする.
(1) 分母を有理化すると $\dfrac{1}{\sqrt{x+1}+\sqrt{x}}=\dfrac{\sqrt{x+1}-\sqrt{x}}{(x+1)-x}=\sqrt{x+1}-\sqrt{x}$ であるから
\[ \int\left(\sqrt{x+1}-\sqrt{x}\right)dx=\frac{2}{3}\left\{(x+1)\sqrt{x+1}-x\sqrt{x}\right\}+C \]
(2) $\sqrt{2x+1}=t$ とおくと,$t>0$ で $x=\dfrac{t^2-1}{2}$,$dx=t\,dt$
\[ \int\frac{t^2-1}{2t}\cdot t\,dt=\frac{1}{2}\int(t^2-1)\,dt=\frac{t^3}{6}-\frac{t}{2}+C=\frac{t(t^2-3)}{6}+C \]
$t^2-3=2x-2$ であるから $\dfrac{1}{3}(x-1)\sqrt{2x+1}+C$
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