三角関数の積分 関連問題
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この項目は、不定積分の公式、置換積分、定積分の漸化式を参照してください。
三角関数のべき乗の積分の方法を整理しておきます。
不定積分で、例示しますが、定積分でも変わりはありません。
例1. ,
半角の公式を使います。
(C:積分定数)
(C:積分定数)
例2. ,
被積分関数の中に、奇数個の積があるときには、とおきます(置換積分を参照)。より、
(C:積分定数)
被積分関数の中に、奇数個の積があるときには、とおきます。
(C:積分定数)
注.3倍角の公式の利用も考えられます。
より、
(C:積分定数)
より、
(C:積分定数)
例3. ,
半角の公式を2回使います。
より、
(C:積分定数)
より、
(C:積分定数)
例4. ,
被積分関数の中に、奇数個の積があるときには、とおきます(置換積分を参照)。より、
(C:積分定数)
被積分関数の中に、奇数個の積があるときには、とおきます。
(C:積分定数)
例5. ()
この形の積分が登場するのは、アステロイドの面積や体積を計算する場合なので、として、漸化式:を利用するのがよいでしょう。なるべく、漸化式を暗記するのではなく、試験会場で漸化式を導く過程も答案に記して利用したいものです。
,,,,,・・・
,,,,,・・・
なお、とおくと、,x:のとき、t:より、
です。
例6. ,
一番簡単なのは2倍角の公式を使う方法です。より、
(C:積分定数)
この方法は、わかりづらいので、あまりおすすめではありません。下記のようにするのがよいでしょう。
(C:積分定数)
注.です。
とおくと(置換積分を参照)、,
,より、
(C:積分定数)
とすることもできます。
も、とすれば、上記と全く同じ考え方で、積分できます(とすればよい)。
例7. (公式です! C:積分定数)
(C:積分定数)
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