おき換えを指定された無理関数の不定積分(A)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: おき換えを指定された無理関数の不定積分(B) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
$t=x+\sqrt{x^2+1}$ とおくことにより,不定積分 $\displaystyle\int\frac{dx}{\sqrt{x^2+1}}$ を求めよ.
$t=x+\sqrt{x^2+1}$ を $x$ で微分すると
\[ \frac{dt}{dx}=1+\frac{x}{\sqrt{x^2+1}}=\frac{\sqrt{x^2+1}+x}{\sqrt{x^2+1}}=\frac{t}{\sqrt{x^2+1}} \]
よって $\dfrac{dx}{\sqrt{x^2+1}}=\dfrac{dt}{t}$ であるから
\[ \int\frac{dx}{\sqrt{x^2+1}}=\int\frac{dt}{t}=\log|t|+C=\log\left(x+\sqrt{x^2+1}\right)+C \]
($x+\sqrt{x^2+1}>x+|x|\geqq 0$ であるから絶対値は不要.$C$ は積分定数.)
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