衒学記鳥の日樹蝶

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未整理、積分コレクション(No.031)

質問

これ解いて欲しいです、、、 - Yahoo!知恵袋

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これ解いて欲しいです、、、 - Yahoo!知恵袋

回答

なかなか難しく面白い積分でした!

 

分母が4次式、しかも普通に因数分解して約分させてくれない。

結構悩みましたが解法の糸口は「相反方程式」という、

解と係数の関係辺りで学ぶ対称式の知識でした。

 

被積分関数の分母分子をx^2で割ってやると、分母が2次の対称式になりますね。

これを平方完成すれば(x-1/x)^2 +2 となり、驚くべきことにx-1/x を微分すると分子の式が出てくるのでした。

ですので、x-1/x = t と置換すれば、被積分関数は 1/(t^2+2) と簡単になります。

 

今度は分母の二乗和を崩すために、再び

t = √2  tan(θ) と置換すれば、

積分区間の無限大もtanの効果でπ/2に収まります。

 

参考になれば幸いです。

(回答ココマデ)

 

参考:

こういう方法が思いつける地頭があったらかっこいいなー

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