熊本大医数学'10年[4]

以下の問いに答えよ。
(問1) pを0でない定数とする。関数について、となるように、定数a,bを定めよ。
(問2)  ()とおく。このとき、を求めよ。
(問3) の値を求めよ。


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解答 はまともに計算すると、部分積分を2回行うことになりますが、計算ミスし易いので、本問の誘導のように、逆にを微分してとなるようにa,bを定め、原始関数を求めるようにしましょう。
(問3)の極限では、少々工夫が必要です(極限の公式を参照)。

(問1) 
 (合成関数の微分法を参照)
となるために、
 ・・・�@
 ・・・�A
�Aより,これを�@に代入して、
∴ , ......[答]

(問2) (問1)より、
 (C:積分定数)
よって、とすることにより、


......[答]

(問3) 
ここでとすると、公式より、
また、公式,と、より、
∴ ......[答]


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