絶対値を含む定積分(区間を分ける)(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: 絶対値を含む定積分(区間を分ける)(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
次の定積分を求めよ.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $\displaystyle\int_0^{\pi}|\cos x|\,dx$
\item[(2)] $\displaystyle\int_0^2|e^x-e|\,dx$
\end{enumerate}
(1) $0\leqq x\leqq\dfrac{\pi}{2}$ で $\cos x\geqq 0$,$\dfrac{\pi}{2}\leqq x\leqq\pi$ で $\cos x\leqq 0$ であるから
\[ \int_0^{\frac{\pi}{2}}\cos x\,dx-\int_{\frac{\pi}{2}}^{\pi}\cos x\,dx=\Bigl[\sin x\Bigr]_0^{\frac{\pi}{2}}-\Bigl[\sin x\Bigr]_{\frac{\pi}{2}}^{\pi}=1-(-1)=2 \]
(2) $0\leqq x\leqq 1$ で $e^x\leqq e$,$1\leqq x\leqq 2$ で $e^x\geqq e$ であるから
\[ \int_0^1(e-e^x)\,dx+\int_1^2(e^x-e)\,dx=\Bigl[ex-e^x\Bigr]_0^1+\Bigl[e^x-ex\Bigr]_1^2 \]
\[ =(e-e+1)+\{(e^2-2e)-(e-e)\}=e^2-2e+1=(e-1)^2 \]
(下図の網かけ部分の面積に等しい.)
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