積分法
数学Vの積分では、三角関数、指数関数、対数関数を含む関数の積分も扱います。これらの積分には、置換積分法、部分積分法などの技巧が必要になります。また、区分求積法により、積分の原理を学びます。
積分法を応用することにより、面積、体積、曲線の長さなどの計算を行うことができます。ここでは、種々の曲線について、面積、体積の計算を行った例も取り上げます。
この項目では、
不定積分
、
定積分
、
定積分の公式
、
定積分と微分
、
定積分と面積
、
絶対値を含む積分
の項目も参照してください。
ここで学習する内容は、以下の通りです。各項目をクリックしてください。
不定積分の公式
(
)
,
,
,
,
,
置換積分
そのままの形では積分計算ができなくても、被積分関数の中の式を文字に置き換えたり、文字を式に置き換えたりすると、積分計算が行える場合があります。
,
,
,
,
,
の置き換えを扱います。
置換積分
(
その
2)
では、
とおき、
では、
とおくとうまくいくことがあります。
部分積分法
公式:
により積分が行える場合があります。
定積分の漸化式
というタイプの漸化式を考えます。
の漸化式:
偶関数・奇関数の積分
が偶関数であるとき、
,
が奇関数であるとき、
三角関数の積分
という形の積分は、
n
に入る自然数によって計算のしかたを工夫する必要があります。
分数関数の積分
分母、分子が
x
の整式であるような分数関数は、部分分数に分けることによって積分を実行します。
置換積分
(
その
3)
,
の置き換えを扱います。
定積分と微分
(
その
2)
区分求積法
定積分が面積を表していることを確認します。無限級数を定積分に変換する公式:
定積分と不等式
のとき、
階段関数と不等式
のような数列和は求められないので、定積分を利用して不等式で評価します。
コーシー・シュワルツの不等式
定積分と面積
(
その
2)
数学Uでは扱わなかった関数のグラフについて面積を考えます。
定積分と体積
断面積を
として、
によって立体の体積を計算することができます。
x
軸のまわりの回転体
x
軸のまわりの回転体の体積は、
として計算できます。
y
軸のまわりの回転体
y
軸のまわりの回転体の体積は、
として計算できます。円筒分割にも触れます。
斜回転体
曲線を直線:
のまわりに
1
回転させたときにできる回転体の体積を求める方法を考えます。
曲線の長さ
曲線:
の長さは、
として計算できます。
サイクロイド
,
で与えられる曲線をサイクロイドと言います。
アステロイド
,
で与えられる曲線をアステロイドと言います。
カージオイド
,
(
)
で与えられる曲線をカージオイドと言います。
エピサイクロイド
,
で表される曲線をエピサイクロイドと言います。
ハイポサイクロイド
,
で表される曲線をハイポサイクロイドと言います。
物理への応用
微積分を使って物理の問題を考えます。ここでは、速度、加速度、等加速度運動、等速円運動を扱います。
物理への応用
(
その
2)
「物理への応用」の続きです。ここでは、単振動、また、速度に比例する抵抗力が働く運動を扱います。
減衰振動関数
「物理への応用
(
その
2)
」で出てくる減衰振動関数は、大学入試でも頻出です。グラフ、面積を考えます。
フーリエ級数
関数を正弦・余弦の級数和として表すという技巧があります。それに必要となる定積分の計算法を学びます。
積分方程式
積分を含む等式を積分方程式を言います。ここでは、大学入試に出題されるレベルのものを扱います。
微分方程式
導関数や元の関数を含む等式を微分方程式と言います。変数分離型などの簡単なものを扱います。
微分方程式
(
その
2)
微分方程式のうちでやや技巧の必要な、線形
1
階、線形
2
階の微分方程式を扱います。
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