微分積分例

$\int_{0}^{π} \sin (4 x) d x$

ステップ 1

$u = 4 x$ とします。次に $d u = 4 d x$ すると、 $\frac{1}{4} d u = d x$ です。 $u$ と $d$ $u$ を利用して書き換えます。

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ステップ 1.1

$u = 4 x$ とします。 $\frac{d u}{d x}$ を求めます。

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ステップ 1.1.1

$4 x$ を微分します。

$\frac{d}{d x} [4 x]$

ステップ 1.1.2

$4$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $4 x$ の微分係数は $4 \frac{d}{d x} [x]$ です。

$4 \frac{d}{d x} [x]$

ステップ 1.1.3

$n = 1$ 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。

$4 \cdot 1$

ステップ 1.1.4

$4$ に $1$ をかけます。

$4$

ステップ 1.2

$u = 4 x$ の $x$ に下限値を代入します。

$u_{lower} = 4 \cdot 0$

ステップ 1.3

$4$ に $0$ をかけます。

$u_{lower} = 0$

ステップ 1.4

$u = 4 x$ の $x$ に上限値を代入します。

$u_{upper} = 4 π$

ステップ 1.5

$u_{lower}$ 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。

$u_{lower} = 0$

$u_{upper} = 4 π$

ステップ 1.6

$u$ 、 $d u$ 、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。

$\int_{0}^{4 π} \sin (u) \frac{1}{4} d u$

ステップ 2

$\sin (u)$ と $\frac{1}{4}$ をまとめます。

$\int_{0}^{4 π} \frac{\sin (u)}{4} d u$

ステップ 3

$\frac{1}{4}$ は $u$ に対して定数なので、 $\frac{1}{4}$ を積分の外に移動させます。

$\frac{1}{4} \int_{0}^{4 π} \sin (u) d u$

ステップ 4

$\sin (u)$ の $u$ に関する積分は $- \cos (u)$ です。

$\frac{1}{4} - \cos (u)]_{0}^{4 π}$

ステップ 5

$4 π$ および $0$ で $- \cos (u)$ の値を求めます。

$\frac{1}{4} (- \cos (4 π) + \cos (0))$

ステップ 6

$\cos (0)$ の厳密値は $1$ です。

$\frac{1}{4} (- \cos (4 π) + 1)$

ステップ 7

簡約します。

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ステップ 7.1

角度が $0$ 以上 $2 π$ より小さくなるまで $2 π$ の回転を戻します。

$\frac{1}{4} (- \cos (0) + 1)$

ステップ 7.2

$\cos (0)$ の厳密値は $1$ です。

$\frac{1}{4} (- 1 \cdot 1 + 1)$

ステップ 7.3

$- 1$ に $1$ をかけます。

$\frac{1}{4} (- 1 + 1)$

ステップ 7.4

$- 1$ と $1$ をたし算します。

$\frac{1}{4} \cdot 0$

ステップ 7.5

$\frac{1}{4}$ に $0$ をかけます。

$0$

微分積分 例

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