部分積分を2回くり返す指数関数と三角関数の積の定積分(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: 部分積分を2回くり返す指数関数と三角関数の積の定積分(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
定積分 $I=\displaystyle\int_0^{\frac{\pi}{2}}e^{2x}\cos x\,dx$ を求めよ.
部分積分法により
\[ I=\Bigl[e^{2x}\sin x\Bigr]_0^{\frac{\pi}{2}}-\int_0^{\frac{\pi}{2}}2e^{2x}\sin x\,dx=e^{\pi}-2\int_0^{\frac{\pi}{2}}e^{2x}\sin x\,dx \]
\[ \int_0^{\frac{\pi}{2}}e^{2x}\sin x\,dx=\Bigl[-e^{2x}\cos x\Bigr]_0^{\frac{\pi}{2}}+\int_0^{\frac{\pi}{2}}2e^{2x}\cos x\,dx=1+2I \]
よって $I=e^{\pi}-2(1+2I)$ より $5I=e^{\pi}-2$,$I=\dfrac{e^{\pi}-2}{5}$
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