解決済み

どこかの大学入試の積分の問題で、logxが入っている式なのに積分区間が0から何かまでになっている問題を見たことがあります

あれは何なのでしょうか?うろ覚えですみません…

ベストアンサー

ベストアンサー

「広義積分」という考え方で適用可能です。


例えば以下の積分を考えてみましょう。


J=04xlogxdxJ = \int_0^{4} x \log x \, dx

まず、十分に0に近い正の実数 ε  (0<ε<4)\varepsilon \; (0 < \varepsilon < 4) を用意します。そして、ε\varepsilon から 44 までの積分を考えるのです。

K=ε4xlogxdxK = \int_\varepsilon^{4} x \log x \, dx

最後に ε0\varepsilon \to 0 とすれば KJK \to J となります。

実際に計算すると

K=[x(xlogxx)]ε4ε4(xlogxx)dx2K=16(2log21)ε2(logε1)+8ε22K=8(2log21)12ε2(logε1)+4ε24K = \left[ x (x \log x - x) \right]_\varepsilon^{4} - \int_\varepsilon^{4} (x \log x - x) \, dx \\2K = 16(2\log 2 - 1) - \varepsilon^2 (\log \varepsilon - 1) + 8 - \dfrac{\varepsilon^2}{2} \\K = 8 (2 \log 2 - 1) - \dfrac{1}{2} \varepsilon^2 (\log \varepsilon - 1) + 4 - \dfrac{\varepsilon^2}{4}

ε0\varepsilon \to 0 として

J=16log24J = 16 \log 2 - 4

と求められるのです。


大学入試の範囲で出題して良いのかどうかはわかりませんが、実際に誘導つきで出題されている事はあるようですね!



質問者からのお礼コメント

質問者からのお礼コメント

なるほど!xに0を代入出来ないから0に近づけるんですね!

収束するとも思ってなかったので面白いです!

そのほかの回答(0件)

関連する質問

もっとみる