먼저 혼자 풀어 보고, 풀이로 확인한 다음, 아래 「한 번 더」 문제로 이어서 연습하세요.
CLP-2 · 1.9절 · 18번대학 수준우리말 번역
x>2 일 때, ∫(2x−3)34x2−12x+81dx 의 값을 구하세요.
영어 원문 보기
Evaluate ∫(2x−3)34x2−12x+81dx for x>2.
정답·풀이 보기
완전제곱식으로 나타내면 4x2−12x+8=(2x−3)2−1 이다.
∫(2x−3)34x2−12x+81dxAs x>2, we have 2x−3>1. We use the substitution 2x−3=secθ with 0≤θ<2π. So 2dx=secθtanθdθ and (2x−3)2−1=sec2θ−1=tan2θ=tanθ.=∫(2x−3)3(2x−3)2−11dx=21∫sec3θsec2θ−11secθtanθdθ=21∫sec3θtanθ1secθtanθdθ=21∫sec2θ1dθ=21∫cos2θdθ=41∫(1+cos(2θ))dθ=41(θ+21sin(2θ))+C=41(θ+sinθcosθ)+C=41(arccos(2x−31)+(2x−3)24x2−12x+8)+C
2x−3=secθ 이므로 cosθ=2x−31 이고 θ=arccos(2x−31) 이다. (이와 같게, θ=arcsec(2x−3) 이다.) sinθ 를 구하기 위해 밑변의 길이가 1이고 빗변의 길이가 2x−3 인 직각삼각형을 그린다. 피타고라스 정리에 의해 θ의 대변(높이)의 길이는 4x2−12x+8 이다.
원본 교재 풀이(영어)
Completing the square, we see 4x2−12x+8=(2x−3)2−1.
∫(2x−3)34x2−12x+81dxAs x>2, we have 2x−3>1. We use the substitution 2x−3=secθ with 0≤θ<2π. So 2dx=secθtanθdθ and (2x−3)2−1=sec2θ−1=tan2θ=tanθ.=∫(2x−3)3(2x−3)2−11dx=21∫sec3θsec2θ−11secθtanθdθ=21∫sec3θtanθ1secθtanθdθ=21∫sec2θ1dθ=21∫cos2θdθ=41∫(1+cos(2θ))dθ=41(θ+21sin(2θ))+C=41(θ+sinθcosθ)+C=41(arccos(2x−31)+(2x−3)24x2−12x+8)+C
Since 2x−3=secθ, we know cosθ=2x−31 and θ=arccos(2x−31). (Equivalently, θ=arcsec(2x−3).) To find sinθ, we draw a right triangle with adjacent side of length 1, and hypotenuse of length 2x−3. By the Pythagorean Theorem, the opposite side has length 4x2−12x+8.
한 번 더 — 비슷한 문제CLP-2 · 1.9절 · 19번우리말 번역
∫01(x2+1)3/2x2dx 의 값을 구하세요.
∫secxdx=log∣secx+tanx∣+C 임을 이용해도 됩니다.
다 풀었으면 정답 확인
치환 x=tanu, dx=sec2udu 를 사용한다. tan0=0 이고 tan4π=1 임에 주의한다.