$$$\frac{2 t - 7}{t - 8}$$$の積分
入力内容
$$$\int \frac{2 t - 7}{t - 8}\, dt$$$ を求めよ。
解答
被積分関数の分子を$$$2 t - 7=2\left(t - 8\right)+9$$$として書き換え、分数を分解する:
$${\color{red}{\int{\frac{2 t - 7}{t - 8} d t}}} = {\color{red}{\int{\left(2 + \frac{9}{t - 8}\right)d t}}}$$
項別に積分せよ:
$${\color{red}{\int{\left(2 + \frac{9}{t - 8}\right)d t}}} = {\color{red}{\left(\int{2 d t} + \int{\frac{9}{t - 8} d t}\right)}}$$
$$$c=2$$$ に対して定数則 $$$\int c\, dt = c t$$$ を適用する:
$$\int{\frac{9}{t - 8} d t} + {\color{red}{\int{2 d t}}} = \int{\frac{9}{t - 8} d t} + {\color{red}{\left(2 t\right)}}$$
定数倍の法則 $$$\int c f{\left(t \right)}\, dt = c \int f{\left(t \right)}\, dt$$$ を、$$$c=9$$$ と $$$f{\left(t \right)} = \frac{1}{t - 8}$$$ に対して適用する:
$$2 t + {\color{red}{\int{\frac{9}{t - 8} d t}}} = 2 t + {\color{red}{\left(9 \int{\frac{1}{t - 8} d t}\right)}}$$
$$$u=t - 8$$$ とする。
すると $$$du=\left(t - 8\right)^{\prime }dt = 1 dt$$$(手順は»で確認できます)、$$$dt = du$$$ となります。
したがって、
$$2 t + 9 {\color{red}{\int{\frac{1}{t - 8} d t}}} = 2 t + 9 {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}$$
$$$\frac{1}{u}$$$ の不定積分は $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$ です:
$$2 t + 9 {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}} = 2 t + 9 {\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}$$
次のことを思い出してください $$$u=t - 8$$$:
$$2 t + 9 \ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)} = 2 t + 9 \ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(t - 8\right)}}}\right| \right)}$$
したがって、
$$\int{\frac{2 t - 7}{t - 8} d t} = 2 t + 9 \ln{\left(\left|{t - 8}\right| \right)}$$
積分定数を加える:
$$\int{\frac{2 t - 7}{t - 8} d t} = 2 t + 9 \ln{\left(\left|{t - 8}\right| \right)}+C$$
解答
$$$\int \frac{2 t - 7}{t - 8}\, dt = \left(2 t + 9 \ln\left(\left|{t - 8}\right|\right)\right) + C$$$A