札幌医大数学'09年[4]

定数,に対し、で定義された関数
は、条件を満たす。ただしcは定数とする。
(1) aとbの関係式、およびaとcの関係式を求めよ。
以下とする。
(2) bとcの値を求めよ。
(3) 定積分の値を求めよ。


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解答 (1)で、xに依らずに「が定数」という場合には、xに特定の値を代入して必要条件を求める、という方針が有効です。
置換積分する
(3)も頻出技巧です。

 ・・・�@
(1) �@においてとすると、
 ・・・�A
�@においてとすると、
 ・・・�B
�A,�Bより、


 (2倍角の公式を参照)
分母を払って、

より,従って、
∴ ()
�Aより、
逆に、,のとき、をみたすxについて、
 (正接の加法定理を参照)

∴ , ......[答]

(2) のとき、 ......[答]

,より、
∴
......[答]

(3)
第2項の定積分について、と置換すると、,x:のとき、t:
 (置換積分を参照)


......[答]
追記.(3)の技巧を利用する問題として、以下の積分の問題が頻出です。
と置換すると、,x:のとき、t:
 ()
∴


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