絶対値を含む定積分(区間を分ける)(B)
★☆☆☆☆☆☆(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)(A) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
次の定積分を求めよ.ただし,対数は自然対数とする.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $\displaystyle\int_0^{2\pi}|\sin x|\,dx$
\item[(2)] $\displaystyle\int_{\frac{1}{e}}^{e}|\log x|\,dx$
\end{enumerate}
(1) $0\leqq x\leqq\pi$ で $\sin x\geqq 0$,$\pi\leqq x\leqq 2\pi$ で $\sin x\leqq 0$ であるから
\[ \int_0^{\pi}\sin x\,dx-\int_{\pi}^{2\pi}\sin x\,dx=\Bigl[-\cos x\Bigr]_0^{\pi}+\Bigl[\cos x\Bigr]_{\pi}^{2\pi}=2+2=4 \]
(2) $(x\log x-x)'=\log x+1-1=\log x$ である.$\dfrac{1}{e}\leqq x\leqq 1$ で $\log x\leqq 0$,$1\leqq x\leqq e$ で $\log x\geqq 0$ であるから
\[ -\Bigl[x\log x-x\Bigr]_{\frac{1}{e}}^{1}+\Bigl[x\log x-x\Bigr]_1^e=-\left\{-1-\left(-\frac{2}{e}\right)\right\}+\{0-(-1)\}=\left(1-\frac{2}{e}\right)+1=2-\frac{2}{e} \]
(下図の網かけ部分の面積に等しい.)
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