微分積分例

$\int_{0}^{\frac{π}{6}} \sec (2 x) \tan (2 x) d x$

ステップ 1

$u_{2} = \sec (2 x)$ とします。次に $d u_{2} = 2 \sec (2 x) \tan (2 x) d x$ すると、 $\frac{1}{2} d u_{2} = \sec (2 x) \tan (2 x) d x$ です。 $u_{2}$ と $d$ $u_{2}$ を利用して書き換えます。

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ステップ 1.1

$u_{2} = \sec (2 x)$ とします。 $\frac{d u_{2}}{d x}$ を求めます。

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ステップ 1.1.1

$\sec (2 x)$ を微分します。

$\frac{d}{d x} [\sec (2 x)]$

ステップ 1.1.2

$f (x) = \sec (x)$ および $g (x) = 2 x$ のとき、 $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ は $f' (g (x)) g' (x)$ であるという連鎖律を使って微分します。

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ステップ 1.1.2.1

連鎖律を当てはめるために、 $u_{1}$ を $2 x$ とします。

$\frac{d}{d u_{1}} [\sec (u_{1})] \frac{d}{d x} [2 x]$

ステップ 1.1.2.2

$u_{1}$ に関する $\sec (u_{1})$ の微分係数は $\sec (u_{1}) \tan (u_{1})$ です。

$\sec (u_{1}) \tan (u_{1}) \frac{d}{d x} [2 x]$

ステップ 1.1.2.3

$u_{1}$ のすべての発生を $2 x$ で置き換えます。

$\sec (2 x) \tan (2 x) \frac{d}{d x} [2 x]$

ステップ 1.1.3

微分します。

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ステップ 1.1.3.1

$2$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $2 x$ の微分係数は $2 \frac{d}{d x} [x]$ です。

$\sec (2 x) \tan (2 x) (2 \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 1.1.3.2

$n = 1$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$\sec (2 x) \tan (2 x) (2 \cdot 1)$

ステップ 1.1.3.3

式を簡約します。

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ステップ 1.1.3.3.1

$2$ に $1$ をかけます。

$\sec (2 x) \tan (2 x) \cdot 2$

ステップ 1.1.3.3.2

$2$ を $\sec (2 x) \tan (2 x)$ の左に移動させます。

$2 \sec (2 x) \tan (2 x)$

ステップ 1.2

$u_{2} = \sec (2 x)$ の $x$ に下限値を代入します。

$u_{lower} = \sec (2 \cdot 0)$

ステップ 1.3

簡約します。

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ステップ 1.3.1

$2$ に $0$ をかけます。

$u_{lower} = \sec (0)$

ステップ 1.3.2

$\sec (0)$ の厳密値は $1$ です。

$u_{lower} = 1$

ステップ 1.4

$u_{2} = \sec (2 x)$ の $x$ に上限値を代入します。

$u_{upper} = \sec (2 \frac{π}{6})$

ステップ 1.5

簡約します。

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ステップ 1.5.1

$2$ の共通因数を約分します。

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ステップ 1.5.1.1

$2$ を $6$ で因数分解します。

$u_{upper} = \sec (2 \frac{π}{2 (3)})$

ステップ 1.5.1.2

共通因数を約分します。

$u_{upper} = \sec (2 \frac{π}{2 \cdot 3})$

ステップ 1.5.1.3

式を書き換えます。

$u_{upper} = \sec (\frac{π}{3})$

ステップ 1.5.2

$\sec (\frac{π}{3})$ の厳密値は $2$ です。

$u_{upper} = 2$

ステップ 1.6

$u_{lower}$ と $u_{upper}$ について求めた値は定積分を求めるために利用します。

$u_{lower} = 1$

$u_{upper} = 2$

ステップ 1.7

$u_{2}$ 、 $d u_{2}$ 、および新たな積分の極限を利用して問題を書き換えます。

$\int_{1}^{2} \frac{1}{2} d u_{2}$

ステップ 2

定数の法則を当てはめます。

$\frac{1}{2} u_{2}]_{1}^{2}$

ステップ 3

答えを簡約します。

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ステップ 3.1

$2$ および $1$ で $\frac{1}{2} u_{2}$ の値を求めます。

$(\frac{1}{2} \cdot 2) - \frac{1}{2} \cdot 1$

ステップ 3.2

簡約します。

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ステップ 3.2.1

$\frac{1}{2}$ と $2$ をまとめます。

$\frac{2}{2} - \frac{1}{2} \cdot 1$

ステップ 3.2.2

$2$ の共通因数を約分します。

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ステップ 3.2.2.1

共通因数を約分します。

$\frac{2}{2} - \frac{1}{2} \cdot 1$

ステップ 3.2.2.2

式を書き換えます。

$1 - \frac{1}{2} \cdot 1$

ステップ 3.3

$- 1$ に $1$ をかけます。

$1 - \frac{1}{2}$

ステップ 3.4

簡約します。

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ステップ 3.4.1

$1$ を公分母をもつ分数で書きます。

$\frac{2}{2} - \frac{1}{2}$

ステップ 3.4.2

公分母の分子をまとめます。

$\frac{2 - 1}{2}$

ステップ 3.4.3

$2$ から $1$ を引きます。

$\frac{1}{2}$

ステップ 4

結果は複数の形で表すことができます。

完全形：

$\frac{1}{2}$

10進法形式：

$0.5$

微分積分 例

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