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sin(logx)/xの不定積分

◆第問目!

【 数Ⅲ : 難易度 ★★ 】
  次の不定積分を求めよ $$\large{\int \frac{\sin(\log x)}{x}\hspace{1pt}dx}$$

置換積分法から\({\hspace{2pt}t=\log x\hspace{2pt}}\)と置き換えて積分します

【答え】
 \(\displaystyle -\cos ( \log x) +C \) (\(\hspace{1pt}C\hspace{1pt}\)は積分定数)
 

【解答のポイント】
 問題の積分は\({\hspace{1pt}f(x)=\log x\hspace{2pt}}\)とすると、\({\displaystyle\hspace{1pt}f'(x)=\frac{1}{x}\hspace{2pt}}\)であることから\(\displaystyle{\hspace{2pt}\int f'(x)\hspace{1pt}\sin(f(x))\hspace{1pt} dx}\) の形式となります。

 このような積分は、置換積分法が有効です。
 

【解答】
 問題 :『不定積分\(\displaystyle\hspace{2pt}\int \frac{\sin(\log x)}{x}\hspace{1pt}dx\hspace{2pt}\)を求めよ』

 

\({t=\log x}\) とおき、両辺を \({x}\) で微分すると、対数関数の微分から $${\frac{dt}{dx} = \frac{1}{x}}$$ となります。すなわち、\(\displaystyle{dt = \frac{1}{x} \hspace{1pt} dx}\) と表せます。

変数を置き換えて積分すると、以下のようになります。

$$ \begin{aligned} \hspace{10pt}& \int \frac{\sin(\log x)}{x} \hspace{1pt}dx \\[1em] &= \int \sin t \hspace{1pt}dt \\[1em] &= -\cos t +C\\[1em] &= -\cos ( \log x) +C\\[1em] \end{aligned} $$

 

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置換積分法

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