문제 은행 · 미적분 · 대학 미적분 · 적분 기법

적분 전략 고르기

먼저 혼자 풀어 보고, 풀이로 확인한 다음, 아래 「한 번 더」 문제로 이어서 연습하세요.

CLP-2 · 1.13절 · 19번대학 수준우리말 번역

∫π/2πcos⁡xsin⁡x dx\displaystyle\int_{\pi/2}^\pi \frac{\cos x}{\sqrt{\sin x}}~\mathrm{d}x 의 값을 구하세요.

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Evaluate ∫π/2πcos⁡xsin⁡x dx\displaystyle\int_{\pi/2}^\pi \frac{\cos x}{\sqrt{\sin x}}~\mathrm{d}x.

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먼저, sin⁡π=0\sin\pi=0 이므로 이 적분은 이상적분임에 주목한다. 따라서 극한을 사용해야 한다.

다음으로, 부정적분을 구해야 한다. 치환 u=sin⁡xu=\sin x, du=cos⁡x dx\mathrm{d}u=\cos x~\mathrm{d}x 가 꼭 들어맞는다.

∫π/2πcos⁡xsin⁡x dx=lim⁡b→π−∫π/2bcos⁡xsin⁡x dx=lim⁡b→π−∫1sin⁡b1u du=lim⁡b→π−[2u]1sin⁡b=20−21=−2\begin{aligned} \int_{\pi/2}^\pi \frac{\cos x}{\sqrt{\sin x}}~\mathrm{d}x&=\lim_{b \to \pi^-}\int_{\pi/2}^b \frac{\cos x}{\sqrt{\sin x}}~\mathrm{d}x = \lim_{b \to \pi^-}\int_{1}^{\sin b} \frac{1}{\sqrt{u}}~\mathrm{d}u \\ &=\lim_{b \to \pi^-}\Big[2\sqrt{u}\Big]_{1}^{\sin b} = 2\sqrt{0} - 2\sqrt{1}=-2 \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

First, we note that the integral is improper, because sin⁡π=0\sin\pi=0. So, we'll have to use a limit.

Second, we need to antidifferentiate. The substitution u=sin⁡xu=\sin x, du=cos⁡x dx\mathrm{d}u=\cos x~\mathrm{d}x fits just right.

∫π/2πcos⁡xsin⁡x dx=lim⁡b→π−∫π/2bcos⁡xsin⁡x dx=lim⁡b→π−∫1sin⁡b1u du=lim⁡b→π−[2u]1sin⁡b=20−21=−2\begin{aligned} \int_{\pi/2}^\pi \frac{\cos x}{\sqrt{\sin x}}~\mathrm{d}x&=\lim_{b \to \pi^-}\int_{\pi/2}^b \frac{\cos x}{\sqrt{\sin x}}~\mathrm{d}x = \lim_{b \to \pi^-}\int_{1}^{\sin b} \frac{1}{\sqrt{u}}~\mathrm{d}u \\ &=\lim_{b \to \pi^-}\Big[2\sqrt{u}\Big]_{1}^{\sin b} = 2\sqrt{0} - 2\sqrt{1}=-2 \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제CLP-2 · 1.13절 · 18번우리말 번역

(a) ∫x2(x3+1)101 dx{\displaystyle \int\frac{x^2}{(x^3 + 1)^{101}}\,\mathrm{d}x} 의 값을 구하세요. (b) ∫cos⁡3 ⁣x sin⁡4 ⁣x dx\displaystyle\int \cos^3\!x\ \sin^4\!x\ \mathrm{d}x 의 값을 구하세요.

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(a)

부정적분은 끝에 「+ C」 도 붙여요

(b)

부정적분은 끝에 「+ C」 도 붙여요

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(a) u=x3+1u=x^3+1, du=3x2 dx\mathrm{d}u=3x^2\,\mathrm{d}x 로 치환하면

∫x2(x3+1)101dx=∫1u101⋅du3=u−100−100⋅13+C=−1300(x3+1)100+C\int\frac{x^2}{(x^3 + 1)^{101}}\mathrm{d}x =\int\frac{1}{u^{101}}\cdot \frac{\mathrm{d}u}{3} =\frac{u^{-100}}{-100}\cdot\frac{1}{3}+C =-\frac{1}{300(x^3+1)^{100}} + C

(b) u=sin⁡xu=\sin x, du=cos⁡x dx\mathrm{d}u=\cos x\ \mathrm{d}x, cos⁡2x=1−sin⁡2x=1−u2\cos^2 x = 1-\sin^2 x = 1-u^2 으로 치환하면

∫cos⁡3 ⁣x sin⁡4 ⁣x dx=∫cos⁡2 ⁣x sin⁡4 ⁣x cos⁡x dx=∫(1−u2)u4 du=∫(u4−u6) du=u55−u77+C=sin⁡5 ⁣x5−sin⁡7 ⁣x7+C\begin{aligned} \int \cos^3\!x\ \sin^4\!x\ \mathrm{d}x &=\int \cos^2\!x\ \sin^4\!x\ \cos x\ \mathrm{d}x =\int (1-u^2) u^4\ \mathrm{d}u\\ &=\int (u^4-u^6)\ \mathrm{d}u =\frac{u^5}{5}-\frac{u^7}{7}+C \\ &=\frac{\sin^5\!x}{5}-\frac{\sin^7\!x}{7}+C \end{aligned}

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CLP-2 Integral Calculus CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)

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