문제 은행 · 미적분 · 미적분Ⅱ · 적분법

치환적분법

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CLP-2 · 1.4절 · 10번우리말 번역

∫ee4dxxlog⁡x\displaystyle \int_{e}^{e^4} \frac{\mathrm{d}x}{x\log x} 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Evaluate ∫ee4dxxlog⁡x\displaystyle \int_{e}^{e^4} \frac{\mathrm{d}x}{x\log x}.

정답·풀이 보기

u=log⁡x u=\log x 로 놓으면 du=1x dx \mathrm{d}u = \frac{1}{x}\,\mathrm{d}x 이므로

∫ee4dxbluex⋅log⁡x=∫x=ex=e41log⁡x⋅1x dx=∫u=1u=41redu du,\int_{e}^{e^4} \frac{ \mathrm{d}x}{{blue}x\cdot \log x} = \int_{x=e}^{x=e^4} \frac1{ \log x} \cdot \frac{1}{x}\,\mathrm{d}x = \int_{u=1}^{u=4} \frac{1}{{red}u}\, \mathrm{d}u,

이다. 이는 x=ex=e 일 때 u=log⁡(e)=1u=\log(e)=1 이고 x=e4x=e^4 일 때 u=log⁡(e4)=4u=\log(e^4)=4 이기 때문이다. 그러면 미적분의 기본정리 제2부에 의해

∫141u du=[log⁡∣u∣]14=log⁡4−log⁡1=log⁡4.\int_{1}^{4} \frac{1}{u}\, \mathrm{d}u = \Big[\log |u| \Big]_{1}^{4} = \log 4 - \log 1 = \log 4.

원본 교재 풀이(영어)

Setting u=log⁡x u=\log x, we have du=1x dx \mathrm{d}u = \frac{1}{x}\,\mathrm{d}x and so

∫ee4dxbluex⋅log⁡x=∫x=ex=e41log⁡x⋅1x dx=∫u=1u=41redu du,\int_{e}^{e^4} \frac{ \mathrm{d}x}{{blue}x\cdot \log x} = \int_{x=e}^{x=e^4} \frac1{ \log x} \cdot \frac{1}{x}\,\mathrm{d}x = \int_{u=1}^{u=4} \frac{1}{{red}u}\, \mathrm{d}u,

since u=log⁡(e)=1u=\log(e)=1 when x=ex=e and u=log⁡(e4)=4u=\log(e^4)=4 when x=e4x=e^4. Then, by the Fundamental Theorem of Calculus Part 2,

∫141u du=[log⁡∣u∣]14=log⁡4−log⁡1=log⁡4.\int_{1}^{4} \frac{1}{u}\, \mathrm{d}u = \Big[\log |u| \Big]_{1}^{4} = \log 4 - \log 1 = \log 4.

한 번 더 — 비슷한 문제CLP-2 · 1.4절 · 13번우리말 번역

∫13(2x−1)ex2−x dx\displaystyle\int_1^3(2x-1)e^{x^2-x}\ \mathrm{d}x 의 값을 구하세요.

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t=x2−x t=x^2-x, dt=(2x−1) dx \mathrm{d}t = (2x-1)\,\mathrm{d}x 로 치환하고, x=1x=1 일 때 t=0t=0 이고 x=3x=3 일 때 t=6t=6 임에 주목하면

∫13(2x−1)ex2−xdx=∫06eredt dt=[et]06=e6−1\begin{aligned} \int_1^3 (2x-1)e^{ x^2-x} \mathrm{d}x &= \int_0^6 e^{{red}t}\ \mathrm{d}t =\big[e^t\big]_0^6 =e^6-1 \end{aligned}

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

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