먼저 혼자 풀어 보고, 풀이로 확인한 다음, 아래 「한 번 더」 문제로 이어서 연습하세요.
CLP-2 · 1.13절 · 39번대학 수준우리말 번역
a 와 n 이 상수일 때, ∫x(x+a)ndx 의 값을 구하세요.
영어 원문 보기
Evaluate ∫x(x+a)ndx, where a and n are constants.
정답·풀이 보기
모르는 지수 때문에 겁이 난다면, 더 쉬운 경우에는 이것이 어떤 모양인지 생각해 보자. n 이 0 이상의 정수이면 피적분함수는 다항식이다. 그리 무섭지 않다. 다만 전개하기가 조금 복잡하다. (매우 편리한 이항정리를 이용하여 전개할 수 있다.) 더 쉬운 방법을 생각해 보자.
이항식 x+a 대신 문자 x 만 n 제곱되어 있다면 더 좋을 것이다. 그러므로 치환 u=x+a, du=dx 를 이용하자. 이때 x=u−a 임에 주의한다.
If the unknown exponent gives you the jitters, think about what this looks like in easier cases. If n is a whole number, the integrand is a polynomial. Not so scary, right? However, it's a little complicated to expand. (You can do it using the very handy binomial theorem.) Let's think of an easier way.
If we had simply the variable x raised to the power n, rather than the binomial x+a, that might be nicer. So, let's use the substitution u=x+a, du=dx. Note x=u−a.
∫x(x+a)ndxNow, if n=−1 and n=−2, we can just use the power rule:If n=−1, then∫x(x+a)ndxIf n=−2, then∫x(x+a)ndxAll together,∫x(x+a)ndx=∫(u−a)undx=∫(un+1−aun)du=n+2u(n+2)−an+1un+1+C=n+2(x+a)(n+2)−an+1(x+a)n+1+C=∫(un+1−aun)du=∫(1−ua)du=u−alog∣u∣+C=(x+a)−alog∣x+a∣+C=∫(un+1−aun)du=∫(u1−au−2)du=log∣u∣+ua+C=log∣x+a∣+x+aa+C=⎩⎨⎧n+2(x+a)(n+2)−an+1(x+a)n+1+C(x+a)−alog∣a+x∣+Clog∣x+a∣+x+aa+C if n=−1,−2 if n=−1 if n=−2