$$$- r^{2} + 2 z^{2}$$$ の $$$r$$$ に関する積分

$$$\int \left(- r^{2} + 2 z^{2}\right)\, dr$$$ を求めよ。

項別に積分せよ:

$${\color{red}{\int{\left(- r^{2} + 2 z^{2}\right)d r}}} = {\color{red}{\left(- \int{r^{2} d r} + \int{2 z^{2} d r}\right)}}$$

$$$n=2$$$ を用いて、べき乗の法則 $$$\int r^{n}\, dr = \frac{r^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$ を適用します:

$$\int{2 z^{2} d r} - {\color{red}{\int{r^{2} d r}}}=\int{2 z^{2} d r} - {\color{red}{\frac{r^{1 + 2}}{1 + 2}}}=\int{2 z^{2} d r} - {\color{red}{\left(\frac{r^{3}}{3}\right)}}$$

$$$c=2 z^{2}$$$ に対して定数則 $$$\int c\, dr = c r$$$ を適用する:

$$- \frac{r^{3}}{3} + {\color{red}{\int{2 z^{2} d r}}} = - \frac{r^{3}}{3} + {\color{red}{\left(2 r z^{2}\right)}}$$

したがって、

$$\int{\left(- r^{2} + 2 z^{2}\right)d r} = - \frac{r^{3}}{3} + 2 r z^{2}$$

簡単化せよ:

$$\int{\left(- r^{2} + 2 z^{2}\right)d r} = \frac{r \left(- r^{2} + 6 z^{2}\right)}{3}$$

積分定数を加える:

$$\int{\left(- r^{2} + 2 z^{2}\right)d r} = \frac{r \left(- r^{2} + 6 z^{2}\right)}{3}+C$$

$$$\int \left(- r^{2} + 2 z^{2}\right)\, dr = \frac{r \left(- r^{2} + 6 z^{2}\right)}{3} + C$$$A