高校数学 公式・解法ノート
差がつく

積分の中に x がある \int_0^x(x-t)f(t)dt

着眼点中の x を積分の外に出してから微分する。積の微分を使う。

\int_0^x(x-t)f(t)dt=x\int_0^x f(t)dt-\int_0^x tf(t)dt \frac{d}{dx}(\text{上式})=\int_0^x f(t)dt+xf(x)-xf(x)=\int_0^x f(t)dt
例題
1
\int_0^x(x-t)f(t)dt=x^4 を満たす f(x) を求めよ。
解答
左辺を x で1回微分すると \int_0^x f(t)dt、右辺は 4x^3。
もう1回微分して f(x)=12x^2。
(検算:\int_0^x(x-t)12t^2dt=12\Big(\frac{x^4}{3}-\frac{x^4}{4}\Big)=x^4)
答 f(x)=12x^2
注意x を外に出さずに「f(x) を代入して (x-x)f(x)=0」とするのは誤り。

「積分法(数Ⅱ)」の項目

  1. 不定積分(f'(x) から f(x) を求める)必須
  2. 定積分の計算と偶関数・奇関数必須
  3. 絶対値のついた定積分必須
  4. 文字を含む定積分の最小値差がつく
  5. 面積は「上の式−下の式」を積分必須
  6. 1/6公式(放物線と直線・放物線どうし)必須
  7. 放物線と接線(1/3公式)差がつく
  8. 3次関数と接線(1/12公式)差がつく
  9. 面積を2等分する直線差がつく
  10. 上端・下端が定数 → 定数 k とおく必須
  11. 上端が x → 微分する・x=a を代入する必須
  12. 積分の中に x がある ∫₀ˣ(x-t)f(t)dt差がつく
  13. F(x)=∫ₐˣ f(t)dt の極値・最大最小差がつく
  14. 面積の証明問題(1/6公式を自分で示す・面積が一定を示す)必須
  15. 1/30公式(4次関数と2点で接する直線)不要

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