의 값을 구하세요.
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Evaluate .
부정적분은 끝에 「+ C」 도 붙여요
문제 은행 · 미적분 · 미적분Ⅱ · 적분법
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38문제 · 2 / 2쪽
의 값을 구하세요.
Evaluate .
부정적분은 끝에 「+ C」 도 붙여요
의 값을 구하세요.
Evaluate .
로 놓으면 이므로
이다. 이는 일 때 이고 일 때 이기 때문이다. 그러면 미적분의 기본정리 제2부에 의해
Setting , we have and so
since when and when . Then, by the Fundamental Theorem of Calculus Part 2,
의 값을 구하세요.
Evaluate .
로 놓으면 이므로
이다. 이는 일 때 이고 일 때 이기 때문이다. 그러면 미적분의 기본정리 제2부에 의해
Setting , we have and so
since when and when . Then, by the Fundamental Theorem of Calculus Part 2,
의 값을 구하세요.
Evaluate .
로 놓으면 이므로
이다. 이는 일 때 이고 일 때 이기 때문이다. 그러면 미적분의 기본정리 제2부에 의해
Setting , we have and so
since when and when . Then, by the Fundamental Theorem of Calculus Part 2,
의 값을 구하세요.
Evaluate .
, 로 치환하고, 일 때 이고 일 때 임에 주목하면
Substituting , and noting that when and when ,
의 값을 구하세요.
Evaluate .
부정적분은 끝에 「+ C」 도 붙여요
치환 을 사용한다. 이때 이다.
We use the substitution , for which :
의 값을 구하세요.
Evaluate .
의 그래프와 축으로 유계인 영역 중 과 사이에 있는 영역의 넓이를 구하세요.
Find the area of the region bounded by the graph of and the –axis between and .

곡선 과 축 사이의 넓이에서 가 부터 까지 움직일 때, 이 넓이는 바로 의 에서 까지의 정적분과 같다.

The area between the curve and the -axis, with running from to , is exactly the definite integral of with limits and .
먼저 교점을 찾은 다음 적분하여, 두 곡선 와 사이에 있는 유한한 영역의 넓이를 구하세요.
Find the area of the finite region between the curves and , by first identifying the points of intersection and then integrating.
두 곡선 와 이 에서 만난다면,
또한 는 모든 에 대해 양수이다. 즉, 곡선 은 모든 에 대해 직선 보다 위쪽에 있다.

따라서 다음 적분의 값을 구한다.
If the curves and intersect at , then
Furthermore, is positive for all . That is, the curve lies above the line for all .

We therefore evaluate the integral:
과 의 그래프로 둘러싸인 유계인 영역의 넓이를 구하세요.
Find the area of the finite region that is bounded by the graphs of and .
계산을 위해서는 의 부정적분이 필요한데, 이는 치환 , 를 이용하여 구할 수 있다:
두 함수 와 는 에서 분명히 같다. 이면, 두 함수는 다음과 같을 때 같아진다:
구간 에서는 두 함수 중 이 더 크다. 이는 예를 들어 을 대입해 보거나, 가 매우 작을 때 이고 임을 관찰하면 알 수 있다.

따라서 구하는 넓이는 다음과 같다:
For our computation, we will need an antiderivative of , which can be found using the substitution , :
The two functions and are clearly equal at . If , then the functions are equal when
The function is the larger of the two on the interval , as can be seen by plugging in , say, or by observing that when is very small and .

The area in question is therefore:
축의 왼쪽이고 곡선 의 오른쪽에 있는 영역의 넓이를 구하세요.
Find the area to the left of the –axis and to the right of the curve .
먼저 곡선 의 모양을 알아보자.
이로부터 아래 그림을 얻는다. 우리는 에서 까지의 넓이를 구한다. 이 구간에서 가 음수이므로 (가로) 띠의 길이는 이다.
First, let's figure out what our curve looks like.
This leads to the figure below. We're evaluating the area from to . Since is negative there, the length of our (horizontal) slices are .
의 아래쪽에 있고, 와 의 위쪽에 모두 있는 유한한 영역의 넓이를 구하세요.
Find the area of the finite region below and above both and .
먼저 영역을 그려 보자. 과 은 각각 원점을 중심으로 하고 반지름이 1, 3 인 원의 위쪽 절반임에 주의하자.

이 영역은 두 사분원의 차이므로, 기하를 이용해 넓이를 구한다.
Let's begin by sketching our region. Note that and are the top halves of circles centred at the origin with radii 1 and 3, respectively.

Our region is the difference of two quarter-circles, so we find its area using geometry:
와 에 의해 유계인 유한한 영역을 축을 중심으로 회전시켜 생기는 입체의 부피를 구하세요.
Find the volume of the solid generated by rotating the finite region bounded by and about the –axis.
곡선 와 , 즉 는 다음과 같을 때 만난다.

이 영역을 축을 중심으로 회전시키면, 위 그림의 수직 띠는 두께가 이고 바깥쪽 반지름이 , 안쪽 반지름이 인 와셔(워셔) 모양을 만든다. 이 와셔의 부피는
이다. 따라서 입체의 부피는
이다.
The curves and , i.e. intersect when
enterline

When the region is rotated about the –axis, the vertical strip in the figure above sweeps out a washer with thickness , outer radius and inner radius . This washer has volume
Hence the volume of the solid is
을 원 의 내부 영역이라 하자. 를 을 축을 중심으로 회전시켜 얻은 입체라 하자.
(a) 의 부피를 나타내는 적분을 쓰세요. (b) (a)에서 쓴 적분의 값을 구하세요.
Let be the region inside the circle . Let be the solid obtained by rotating about the -axis.
(a) Write down an integral representing the volume of . (b) Evaluate the integral you wrote down in part (a).
(a) 원의 위쪽 부분과 아래쪽 부분의 방정식은 각각 와 이다.

을 축을 중심으로 회전시키면, 위 그림에서 의 세로 띠는 두께가 이고 바깥쪽 반지름이 , 안쪽 반지름이 인 와셔(가운데가 뚫린 원판) 모양을 만든다. 이 와셔의 부피는
이다.
따라서 입체의 부피는
이다.
(b) 은 , 과 같으므로, 이 적분은 원 의 위쪽 반원의 넓이의 배이다. 따라서 적분의 값은 이다.
(a) The top and the bottom of the circle have equations and , respectively.
enterline

When is rotated about the –axis, the vertical strip of in the figure above sweeps out a washer with thickness , outer radius and inner radius . This washer has volume
Hence the volume of the solid is
(b) Since is equivalent to , , the integral is times the area of the upper half of the circle and hence is .
곡선 와 으로 둘러싸인 유한한 영역을 직선 을 축으로 하여 회전시킨다. 수직 조각(원판 또는 와셔)을 이용하여 이때 생기는 회전체의 부피를 구하세요.
The finite region between the curves and is rotated about the line . Using vertical slices (disks and/or washers), find the volume of the resulting solid.
다음은 곡선 와 의 그래프이다.

살펴보면 두 곡선은 에서 만나며, 이때 와 은 모두 값이 0이다. 문제에서 지정한 대로 수직 와셔를 사용한다.
위 그림과 같이 주어진 영역을 너비가 인 얇은 수직 띠로 자른다.
직선 을 축으로 회전시키면, 각 띠는 얇은 와셔를 만든다.
이 와셔의 안쪽 반지름은 이고 바깥쪽 반지름은 이며,
두께는 이고, 따라서
부피는 이다.
가장 왼쪽 띠는 에 있고 가장 오른쪽 띠는 에 있으므로,
전체 부피는 다음과 같다.
피적분함수가 우함수이고 적분 구간 가 대칭이라는 사실을 이용했지만, 직접 계산할 수도 있다.
Here is a sketch of the curves and .

By inspection, the curves meet at where both and take the value zero. We'll use vertical washers as specified in the question.
We cut the specified region into thin vertical strips of width as in the figure above.
When we rotate about the line , each strip sweeps out a thin washer
whose inner radius is and outer radius is , and
whose thickness is and hence
whose volume .
As our leftmost strip is at and our rightmost strip is at ,
the total volume is
We used the fact that the integrand is an even function and the interval of integration is symmetric, but one can also compute directly.
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이 피적분함수는 두 함수의 곱이며, 뚜렷한 치환이 보이지 않는다. 그래서 한쪽을 , 다른 쪽을 으로 하여 부분적분을 시도해 보자.
얼핏 보면, 빨간색 함수끼리 곱한 것과 파란색 함수끼리 곱한 것은 처음 적분과 거의 비슷한 피적분함수가 되며, 어느 것도 원시함수가 뚜렷하게 보이지 않는다. 앞선 문제들에서는 로 놓아 가 되었으므로, 피적분함수의 ""가 사실상 사라졌다. 여기서는 으로 놓으면 가 되어 차수가 낮아진다는 것을 알 수 있다. 매번 를 의 거듭제곱으로 정하여 부분적분을 반복하면, 의 3계 도함수는 상수이므로 몇 번 반복한 뒤에는 의 거듭제곱이 사라질 것이다.
그러므로 방법 2인 , , , 으로 시작한다.
이 결과가 타당한지 확인해 보자. 의 도함수는 이어야 한다. 곱의 미분법을 이용하여 미분한다.
참고: 엄밀하게 부정적분을 구하려면 처음 부분적분을 할 때 곧바로 를 더해야 한다. 그러나 부분적분을 사용할 때에는 보통 마지막에 적분을 계산하게 되고, 그 시점에 를 더한다. 는 결국 나타나므로, 마지막까지 계산 과정에 이를 쓰지 않아 식이 복잡해지지 않게 하는 것이 일반적인 관행이다.
This integrand is the product of two functions, with no obvious substitution. So, let's try integration by parts, with one part and one part .
At first glance, multiplying the red functions and multiplying the blue functions give largely equivalent integrands to what we started with–none of them with obvious antiderivatives. In previous questions, we were able to choose , and then , so the “" in the integrand effectively went away. Here, we see that choosing will lead to , which has a lower power. If we repeatedly perform integration by parts, choosing to be the power of each time, then after a few iterations it should go away, because the third derivative of is a constant.
So, we start with Option 2: , , , and .
Let's check that this makes sense: the derivative of should be . We differentiate using the product rule.
Remark: In order to be technically correct in our antidifferentiation, we should add the as soon as we do the first integration by parts. However, when we are using integration by parts, we usually end up evaluating an integral at the end, and we add the at that point. Since the comes up eventually, it is common practice to not clutter our calculations with it until the end.
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부정적분은 끝에 「+ C」 도 붙여요
피적분함수는 두 함수의 곱이고 뚜렷한 치환도 보이지 않으므로, 부분적분으로 무엇을 할 수 있는지 살펴보자.
어느 방법도 곧바로 적분할 수 있는 식을 주지는 않지만, 방법 1은 항을 의 더 낮은 거듭제곱으로 바꾼다. 부분적분을 반복해서 적용하면 이 거듭제곱을 0까지 낮출 수 있다. 그러므로 , 로 놓고 시작하면 , 이다.
The integrand is the product of two functions, without an obvious substitution, so let's see what integration by parts can do for us.
Neither option gives us something immediately integrable, but Option 1 replaces our term with a lower power of . If we repeatedly apply integration by parts, we can reduce this power to zero. So, we start by choosing and , so and .
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부정적분은 끝에 「+ C」 도 붙여요
망치를 든 사람에게는 모든 것이 못으로 보인다는 점을 다시 한번 상기시켜 준다. 이 문제의 적분은 치환을 이용해 푸는 대표적인 예이다. “안쪽 함수” 이 있고, 그 도함수가 피적분함수의 나머지 부분에 곱해져 나타난다. 로 놓으면 이므로
This is your friendly reminder that to a person with a hammer, everything looks like a nail. The integral in the problem is a classic example of an integral to solve using substitution. We have an “inside function," , whose derivative shows up multiplied to the rest of the integrand. We take , then , so