의 값을 구하세요.
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Evaluate .
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피적분함수는 기함수이고 적분 구간이 원점에 대해 대칭이므로 이다.
원본 교재 풀이(영어)
The integrand is an odd function, and the limits of integration are symmetric, so .
문제 은행 · 미적분 · 대학 미적분 · 적분 기법
√(a²−x²) 같은 꼴을 x=a sin θ 등으로 바꾸어 적분한다
유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.
89문제 · 5 / 5쪽
의 값을 구하세요.
Evaluate .
피적분함수는 기함수이고 적분 구간이 원점에 대해 대칭이므로 이다.
The integrand is an odd function, and the limits of integration are symmetric, so .
일 때, 의 값을 구하세요.
Evaluate for .
()로 치환하면 이고 이다. 그러므로
를 구하기 위해 각 를 갖는 직각삼각형을 그린다. 이므로 빗변을 , 밑변을 2로 놓는다. 그러면 피타고라스 정리에 의해 높이는 이다. 따라서 이다.
다른 방법으로, 위 풀이에서 이미 임을 보였으므로 임을 알 수 있다.
검산으로, 답의 도함수를 구하면
이고, 이는 피적분함수와 정확히 같다 ( 일 때).
Substitute with , so that and . Then
To find , we draw a right triangle with angle . Since , we label the hypotenuse and the adjacent side 2. Then the Pythagorean Theorem gives us the opposite side as length . Then .
Alternately, we can notice that in our work, we already showed , so
As a check, we observe that the derivative of the answer
is exactly the integrand (provided ).
의 값을 구하세요.
Evaluate .
피적분함수에 제곱근 안의 이차 다항식이 있어서 삼각함수 치환이 떠오른다. 그러나 더 복잡한 방법으로 넘어가기 전에 더 간단한 방법을 찾아보는 것이 좋은 습관이며, 이 경우에는 삼각함수 치환보다 더 간단한 방법이 있다. 바로 , 로 하는 치환이다. 그러면 이고, 이다. 일 때 이고, 일 때 이다.
The integrand has a quadratic polynomial under a square root, which makes us think of trig substitutions. However, it's good practice to look for simpler methods before we jump into more complicated ones, and in this case we find something nicer than a trig substitution: the substitution , . Then , and . When , , and when , .
의 값을 구하세요.
Evaluate .
부정적분은 끝에 「+ C」 도 붙여요
이 피적분함수는 위의 것들과 매우 달라 보인다. 그러나 약간 변장했을 뿐이다. 완전제곱식으로 고치면
이고, , 로 치환하면
전형적인 삼각함수 치환적분이 된다. 따라서 , 로 치환하면
숙련된 적분 계산자라면 아마 를 거치지 않고 곧바로 로 치환할 것이다.
This integrand looks very different from those above. But it is only slightly disguised. If we complete the square
and make the substitution ,
we get a typical trig substitution integral. So, we substitute , to get
An experienced integrator would probably substitute directly, without going through .
일 때, 의 값을 구하세요.
Evaluate for .
완전제곱식으로 나타내면 이다.
이므로 이고 이다. (이와 같게, 이다.) 를 구하기 위해 밑변의 길이가 1이고 빗변의 길이가 인 직각삼각형을 그린다. 피타고라스 정리에 의해 θ의 대변(높이)의 길이는 이다.
Completing the square, we see .
Since , we know and . (Equivalently, .) To find , we draw a right triangle with adjacent side of length 1, and hypotenuse of length . By the Pythagorean Theorem, the opposite side has length .
의 값을 구하세요.
임을 이용해도 됩니다.
Evaluate .
You may use that .
치환 , 를 사용한다. 이고 임에 주의한다.
We use the substitution , . Note and .
의 값을 구하세요.
Evaluate .
부정적분은 끝에 「+ C」 도 붙여요
제곱근은 없지만, 치환 , 를 여전히 사용할 수 있다.
이므로, 각 에 대한 반대쪽 변의 길이가 이고 이웃한 변의 길이가 인 직각삼각형을 그릴 수 있다. 그러면 피타고라스 정리에 의해 빗변의 길이는 이고, 이로부터 와 를 구할 수 있다.
There's no square root, but we can still make use of the substitution , .
Since , we can draw a right triangle with angle , opposite side , and adjacent side . Then by the Pythagorean Theorem, its hypotenuse has length , which allows us to find and .
의 값을 구하세요. 임을 이용해도 됩니다.
Evaluate . You may use the fact that .
(a) 상수 가 양수이고, 적분할 식에 항이 들어 있어서 치환 (역함수는 )를 쓴다고 하자. 그러면 이다. 어떤 경우에 인지 구하세요. (b) 상수 가 양수이고, 적분할 식에 항이 들어 있어서 치환 (역함수는 )를 쓴다고 하자. 그러면 이다. 어떤 경우에 인지 구하세요. (c) 상수 가 양수이고, 적분할 식에 항이 들어 있어서 치환 (역함수는 )를 쓴다고 하자. 그러면 이다. 어떤 경우에 인지 구하세요.
(a) Suppose we are evaluating an integral that contains the term , where is a positive constant, and we use the substitution (with inverse ), so that Under what circumstances is ? (b) Suppose we are evaluating an integral that contains the term , where is a positive constant, and we use the substitution (with inverse ), so that Under what circumstances is ? (c) Suppose we are evaluating an integral that contains the term , where is a positive constant, and we use the substitution (with inverse ), so that Under what circumstances is ?
임의의 값 에 대해 임을 기억하자. 따라서 인 것은 정확히 일 때이다.
(a) 아크사인의 치역은 이다. 따라서 이므로 는 범위에 있다. 그러므로 이다. 가 양수이므로 이고, 따라서 이다. 즉, 가 항상 성립한다.
(b) 아크탄젠트의 치역은 이다. 따라서 이므로 는 범위에 있다. 그러므로 이다. 가 양수이므로 이고, 따라서 이다. 즉, 가 항상 성립한다.
(c) 아크코사인의 치역은 이다. 따라서 이므로 는 범위에 있다. (사실 시컨트는 에서 정의되지 않으므로 는 범위에 있다.) 이면 이고, 이는 가 범위에 있을 때 일어난다. 이 범위는 인 범위와 같으므로 이다. 이므로 와 의 부호가 다르고, 따라서 이다. 그러면 이므로 이기도 하다.
그러므로 가 성립하는 것은 정확히 일 때이다.
Remember that for any value , So, precisely when .
(a) The range of arcsine is . So, since , is in the range . Therefore . Since is positive, , so . That is, all the time.
(b) The range of arctangent is . So, since , is in the range . Therefore . Since is positive, , so .That is, all the time.
(c) The range of arccosine is . So, since , is in the range . (Actually, it's in the range , since secant is undefined at .) If , then , which happens when is in the range . This is the same range over which , and so . Since , and have different signs, so . Then since , also .
So, happens precisely when when .