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「∫(e^3x-1)/e^2x-1dx」という問題について

置換積分で解くのではなく、∫(e^2x-e^x+1)/e^x+1dx=∫( (e^x+1)-e^x)/e^x+1dxとして解く方法は正しいでしょうか。
答えは正解になりましたが。。。

質問者からの補足コメント

  • へこむわー

    ∫( (e^x+1)+e^x)/(e^x+1)dxです。
    符号を間違えまして申し訳ありません。

      補足日時:2021/06/23 18:10
  • へこむわー

    上記補足は間違記載を間違えました。
    申し訳ありません。

    与えられた問題は∫(e^3x-1)/(e^2x-1)dxです。

    自分の回答は∫(e^2x+e^x+1)/(e^x+1)dx
    =∫((e^x+1)^2-e^x)/(e^x+1)dx
    =∫((e^x+1)dx-∫e^x/(e^x+1)dx
         =∫(e^x+1)dx-∫e^x/(e^x+1)dx
    =e^x+x-log(e^x+1)+C(Cは積分定数)です。

      補足日時:2021/06/23 18:23
  • つらい・・・

    回答ありがとうございます。
    問題の記載を間違えてしまい申し訳ありません。

    与えられた問題は∫(e^3x-1)/(e^2x-1)dxです。

    自分の回答は∫(e^2x+e^x+1)/(e^x+1)dx
    =∫((e^x+1)^2-e^x)/(e^x+1)dx
    =∫((e^x+1)dx-∫e^x/(e^x+1)dx
         =∫(e^x+1)dx-∫e^x/(e^x+1)dx
    =e^x+x-log(e^x+1)+C(Cは積分定数)です。

    No.3の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2021/06/23 18:26
  • どう思う?

    回答ありがとうございます。
    記載内容を間違えてしまい申し訳ありません。

    与えられた問題は∫(e^3x-1)/(e^2x-1)dxです。

    自分の回答は∫(e^2x+e^x+1)/(e^x+1)dx
         =∫((e^x+1)^2-e^x)/(e^x+1)dx
         =∫((e^x+1)dx-∫e^x/(e^x+1)dx
         =∫(e^x+1)dx-∫e^x/(e^x+1)dx
         =e^x+x-log(e^x+1)+C(Cは積分定数)です。

    No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2021/06/23 18:28

A 回答 (5件)

やっていることに誤りはないようです


ただ、模範解答より遠回りなのかもしれません

あなたは、∫e^x/(e^x+1)dx
この部分を直観的に積分したのか
それとも公式を利用して積分したのか
わかりませんが
これも置換積分ですよね
(おそらく 
公式:∫{g'(x)/g(x)}dx=log|g(x)|+C
としてテキストに出ているはず)

この置換積分を詳しく書くと
∫e^x/(e^x+1)dx
=∫(e^x+1)'/(e^x+1)dx…①
=log(e^x+1)+C…②
(∵、{log(e^x+1)}'={1/(e^x+1)}(e^x+1)'なので
①→②ではこの逆操作を思いついたという事です)
ですが、

公式に当てはめるなら
g(x)=e^x+1なんで
g'(x)=e^xという状態ですよね
ゆえに積分結果は log|g(x)+C=log(e^x+1)+1
ということですよね
あなたの解法も置換積分ですから
どちらも置換積分なら
遠回りしないでスタート当初から置換積分したほうが楽ではないでしょうか?
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。

お礼日時:2021/06/25 04:54

←No.1 補足


思ったとおり、式変形後の積分に置換積分を使っている。
∫e^x/(e^x+1)dx = log(e^x+1) + (積分定数).
それなら、最初の式から直接置換積分しない理由が解らない。
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(e^2x-e^x+1)/e^x+1



分子の-e^x は符号が逆ではないでしょうか・・・
そうなると 
∫( (e^x+1)-e^x)/e^x+1dx
の符号も食い違ってくる
それでも正解にたどり着けたなら、怪我の功名で 符号間違いが偶然正解を導いてしまった
または、さらにその上に積分のやり方が正しくなくて、でも偶然正解にたどり着いてしまったという事なのかも
(偶然で正解では心もとない)
この回答への補足あり
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> ∫(e^3x-1)/e^2x-1dx


とは一体何のことか。
  ∫(((e^3x)-1)/(e^2x)) -1 dx
  ∫(((e^3x)-1)/((e^2x)-1)) dx
  ∫(((e^(3x-1))/((e^2x)-1)) dx
  ∫(((e^(3x-1))/((e^(2x-1))) dx
  ∫(((e^3)x-1))/(e^2)x-1))) dx
などなど、いろんな読み方ができちゃうでしょう? ご質問の謎の式も同様。 まずはカッコを徹底的に、これでもかってぐらいつけてくだされ。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

お礼日時:2021/06/25 04:53

あなたの解法が解らない。


疑問点がふたつ。

1)
∫(e^2x-e^x+1)/e^x+1dx = ∫( (e^x+1)-e^x)/e^x+1dx
と変形できる理由は何か?

2)
変形後の ∫( (e^x+1)-e^x)/e^x+1dx を、
置換積分を使わずにどうやって積分したのか?

それが解らないと、正しいか正しくないか
は判らない。補足求む。
この回答への補足あり
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。

お礼日時:2021/06/25 04:53

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