
今回はキングプロパティの問題を解説します!
積分は計算量も多く難しいです。その中でも、初見で解くのは難しいのがこのキングプロパティを利用した積分です。しかし、一度体験すると利用していけるようになると思います。ぜひ挑戦してみましょう。
キングプロパティの問題 1
P=∫π20sinxsinx+cosxdx
を求めよ
P=∫π20sinxsinx+cosxdx⋯①
x=π2−θとおくと
dx=dθ
x0→π2θπ2→0
P=∫0π2sin(π2−θ)sin(π2−θ)+cos(π2−θ)(−dθ)
P=∫0π2cosθsinθ+cosθ(−dθ)
P=∫π20cosθsinθ+cosθdθ⋯②
①+②をすると
2P=∫π20sinθ+cosθsinθ+cosθdθ
約分して
2P=∫π201dθ
2P=[θ]π20
2P=π2
P=π4

もう1問解いてみよう。
キングプロパティの問題 2
P=∫π20sin2xsinx+cosxdx
を求めよ
P=∫π20sin2xsinx+cosxdx⋯①
x=π2−θとおくと
dx=dθ
x0→π2θπ2→0
P=∫0π2sin2(π2−θ)sin(π2−θ)+cos(π2−θ)(−dθ)
P=∫0π2cos2θsinθ+cosθ(−dθ)
P=∫π20cos2θsinθ+cosθdθ⋯②
①+②をすると
2P=∫π20sin2θ+cos2θsinθ+cosθdθ
2P=∫π201sinθ+cosθdθ
2P=∫π201√2sin(θ+π4)dθ
2P=1√2∫π201sin(θ+π4)dθ
t=θ+π4とおくと
dt=dθ
θ0→π2tπ4→34π
2P=1√2∫34ππ41sintdθ
2P=1√2∫34ππ4sinxsin2tdθ
2P=1√2∫34ππ4sinx1−cos2tdθ
2P=1√2∫34ππ4sinx(1−cost)(1+cost)dθ
2P=1√212∫34ππ4sinx1−cost+sinx1+costdθ
2P=12√2[log(1−cost)−log(1+cost)]34ππ4
2P=12√2[log(1−cost)(1+cost)]34ππ4
2P=12√2[log(1+1√2)(1−1√2)−log(1−1√2)(1+1√2)]
2P=12√2log(√2+1)2(√2−1)2
2P=12√2log(√2+1√2−1)2
2P=1√2log(√2+1√2−1)
2P=1√2log(√2+1)2
2P=2√2log(√2+1)
よって
P=1√2log(√2+1)

今回はキングプロパティの問題でした。
ぜひ一度は体験してもらいたいと思います。
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