慶大理工数学
'20
年
[4]
実数全体で定義された連続な関数
に対し、
とおく。
(1)
のとき、
である。
(2)
実数全体で定義された連続な関数
に対し、
は奇関数であることを示しなさい。
(3)
のとき、
の導関数
を求めると、
である。
(4)
が偶関数であり、
となるとき、
である。このとき、
の値は
である。
解答
ゴツい積分方程式の問題ですが、流れに乗って解答すれば、大したことはありません。
(1)(
ソ
)
のとき、
......[
答
]
(
不定積分の公式
を参照
)
(2)
が奇関数であることを示すためには、
という関係式を示します。問題文の式で
として、
ここで、
が
という形になるように、
,つまり、
とおくと、
,
t
:
のとき
u
:
(
置換積分
を参照
)
よって、
は奇関数です。
(3)(
タ
)
問題文の式を微分すれば良いのですが、
(
加法定理
を参照
)
としてしまうと、
これでは、被積分関数の中の
x
を積分の外に追い出すことができず、微分しようがありません。
そこで、
(2)
で置換積分したことを受けて、ここでも
置換積分
を考えます。
とおくと、
,
t
:
のとき、
u
:
左辺と右辺を
x
で
微分
して、
......[
答
]
(4)(
チ
)
が偶関数、ということは、
・・・@ が成り立つ、ということです。積分が
のままでは被積分関数の中の
x
を積分の外に追い出すことができないので、
(3)
と同じく、置換積分します。
とおくと、
,
t
:
のとき、
u
:
左辺と右辺を
x
で微分して、
(
∵
@
)
のとき、
,よって、
,
∴
......[
答
]
(
ツ
)
(
部分積分法
を参照
)
2
番目の積分は
とおいて、
より、
,
x
:
のとき、
θ
:
......[
答
]
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