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書記が数学やるだけ#244 定積分の定義

今回から積分について見ていく。まずは定義の確認から。


問題

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説明

ざっくり言うと,定積分は面積を表している(Riemann積分)。

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高校数学では,このような定義は区分求積法から学ぶことになる。

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解答

定積分について,定義に従って解くのは難しいことが多い。そこで,次回以降扱う微分積分法の基本公式より,微分の逆を計算するのが一般的である。

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とはいえ,定義を確認しておくことは,積分の本質を捉える上で重要である。区分求積法はその特殊例で,数列和から積分に変えるテクニックとしてよく使われるが,その中身が何なのかを理解しておきたい。

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テクニックに特化した問題を一つ。コンビネーションをほぐし,対数で指数の肩を降ろし,積を和に変換し,数列和へと整理して……とここで区分求積法で積分に変換する。

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あとは部分積分で値が求められて,目当ての値が得られる。

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