有理化してから積分する無理関数(B)
★★☆☆☆☆☆(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(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
次の不定積分を求めよ.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $\displaystyle\int\frac{dx}{\sqrt{x+2}-\sqrt{x}}$
\item[(2)] $\displaystyle\int x\sqrt{1-x}\,dx$
\end{enumerate}
$C$ は積分定数とする.
(1) $\dfrac{1}{\sqrt{x+2}-\sqrt{x}}=\dfrac{\sqrt{x+2}+\sqrt{x}}{(x+2)-x}=\dfrac{\sqrt{x+2}+\sqrt{x}}{2}$ であるから
\[ \frac{1}{2}\cdot\frac{2}{3}\left\{(x+2)\sqrt{x+2}+x\sqrt{x}\right\}+C=\frac{1}{3}\left\{(x+2)\sqrt{x+2}+x\sqrt{x}\right\}+C \]
(2) $\sqrt{1-x}=t$ とおくと,$t\geqq 0$ で $x=1-t^2$,$dx=-2t\,dt$
\[ \int(1-t^2)t\cdot(-2t)\,dt=\int(2t^4-2t^2)\,dt=\frac{2}{5}t^5-\frac{2}{3}t^3+C=\frac{2}{15}t^3(3t^2-5)+C \]
$3t^2-5=3(1-x)-5=-(3x+2)$ であるから $-\dfrac{2}{15}(3x+2)(1-x)\sqrt{1-x}+C$
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