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解析 I 置換積分

$\displaystyle \int {2 x + 1 \over \sqrt{ x^2+x+1 } }\, dx $

ルートの中身を $u$ と置き換えるとうまくいきそうですね

(1) $u= x^2+x+1$

(2) 範囲なし

(3) $dx$ の書き換え
$\displaystyle {du \over dx } = {d \over dx }( x^2+x+1 ) = 2x+1 $ より

${du } = (2x+1) dx$
${du } = 2x+1 dx$ と書いたらと誤りです!( )がないとだめです!!
${dx } = {1\over 2x+1} du$


\begin{align} (与式) &= \int {2 x + 1 \over \sqrt{ u } }\, {1\over 2x+1} \, du &= 2 \sqrt{ u } +C\\ & uを戻して\\ &= 2 \sqrt{ x^2+x+1 } +C \end{align} 最後に $u$ を戻すのを忘れない。

検算
$y = 2 \sqrt{ x^2+x+1 } +C$ を微分してみる。
$u = x^2+x+1 $ とおくと
$y = 2 \sqrt{ u } +C$
\begin{align}  { dy \over dx } &= { dy\over du} {du \over dx} \\ &= 2 {1 \over 2\sqrt{u} } (2x+1+0)\\ &= {2x+1 \over \sqrt{x^2+x+1}} \end{align}
与式の中身と同じになったので、OK

では例題やってみよう

$\displaystyle \int x e^{-x^2} \, dx $

かいたら 答え合わせ