部分積分と繰り返し部分積分
部分積分と繰り返し部分積分
\[ \int f(x)g(x)dx=\sum_{k=0}^{n-1}\left(-1\right)^{k}f^{(-(k+1))}(x)g^{(k)}(x)+(-1)^{n}\int f^{(-n)}(x)g^{(n)}(x)dx \]
(1)部分積分
\[ \int f(x)g(x)dx=f^{(-1)}(x)g(x)-\int f^{(-1)}(x)g^{(1)}(x)dx \](2)繰り返し部分積分
\(n\in\mathbb{N}_{0}\)とする。\[ \int f(x)g(x)dx=\sum_{k=0}^{n-1}\left(-1\right)^{k}f^{(-(k+1))}(x)g^{(k)}(x)+(-1)^{n}\int f^{(-n)}(x)g^{(n)}(x)dx \]
(1)
\begin{align*} \int f(x)g(x)dx & =\int\left\{ \left(f^{(-1)}(x)g(x)\right)'-f^{(-1)}(x)g^{(1)}(x)\right\} dx\\ & =f^{(-1)}(x)g(x)-\int f^{(-1)}(x)g^{(1)}(x)dx \end{align*}(2)
\[ \int f^{(-k)}(x)g^{(k)}(x)dx=f^{(-(k+1))}(x)g^{(k)}(x)-\int f^{(-(k+1))}(x)g^{(k+1)}(x)dx \] より、\[ (-1)^{k+1}\int f^{(-(k+1))}(x)g^{(k+1)}(x)dx=(-1)^{k}\int f^{(-k)}(x)g^{(k)}(x)dx+(-1)^{k+1}f^{(-(k+1))}(x)g^{(k)}(x) \] となるので、
\begin{align*} \int f(x)g(x)dx & =\sum_{k=0}^{n-1}\left((-1)^{k}\int f^{(-k)}(x)g^{(k)}(x)dx-(-1)^{k+1}\int f^{(-(k+1))}(x)g^{(k+1)}(x)dx\right)+(-1)^{n}\int f^{(-n)}(x)g^{(n)}(x)dx\\ & =\sum_{k=0}^{n-1}\left(-(-1)^{k+1}f^{(-(k+1))}(x)g^{(k)}(x)\right)+(-1)^{n}\int f^{(-n)}(x)g^{(n)}(x)dx\\ & =\sum_{k=0}^{n-1}\left((-1)^{k}f^{(-(k+1))}(x)g^{(k)}(x)\right)+(-1)^{n}\int f^{(-n)}(x)g^{(n)}(x)dx \end{align*}
ページ情報
| タイトル | 部分積分と繰り返し部分積分 |
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ライプニッツの法則
\[
\left(fg\right)^{(n)}=\sum_{k=0}^{n}C(n,k)f^{(k)}g^{(n-k)}
\]
ルートの中に2乗を含む積分
\[
\int f\left(\sqrt{a^{2}-x^{2}}\right)dx=a\int f\left(a\cos t\right)\cos tdt\cnd{x=a\sin t}
\]
3角関数の関数の定積分
\[
\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}f\left(\cos x\right)dx=\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}f\left(\sin x\right)dx
\]
微分の基本公式
\[
\left(f(x)g(x)\right)'=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)
\]