$$$i n t - \sqrt{2} y^{2} \sqrt{x^{7}} - y^{2} - 1$$$ の $$$x$$$ に関する積分
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入力内容
$$$\int \left(i n t - \sqrt{2} y^{2} \sqrt{x^{7}} - y^{2} - 1\right)\, dx$$$ を求めよ。
解答
入力は次のように書き換えられます: $$$\int{\left(i n t - \sqrt{2} y^{2} \sqrt{x^{7}} - y^{2} - 1\right)d x}=\int{\left(i n t - \sqrt{2} x^{\frac{7}{2}} y^{2} - y^{2} - 1\right)d x}$$$。
項別に積分せよ:
$${\color{red}{\int{\left(i n t - \sqrt{2} x^{\frac{7}{2}} y^{2} - y^{2} - 1\right)d x}}} = {\color{red}{\left(- \int{1 d x} - \int{y^{2} d x} - \int{\sqrt{2} x^{\frac{7}{2}} y^{2} d x} + \int{i n t d x}\right)}}$$
$$$c=1$$$ に対して定数則 $$$\int c\, dx = c x$$$ を適用する:
$$- \int{y^{2} d x} - \int{\sqrt{2} x^{\frac{7}{2}} y^{2} d x} + \int{i n t d x} - {\color{red}{\int{1 d x}}} = - \int{y^{2} d x} - \int{\sqrt{2} x^{\frac{7}{2}} y^{2} d x} + \int{i n t d x} - {\color{red}{x}}$$
$$$c=y^{2}$$$ に対して定数則 $$$\int c\, dx = c x$$$ を適用する:
$$- x - \int{\sqrt{2} x^{\frac{7}{2}} y^{2} d x} + \int{i n t d x} - {\color{red}{\int{y^{2} d x}}} = - x - \int{\sqrt{2} x^{\frac{7}{2}} y^{2} d x} + \int{i n t d x} - {\color{red}{x y^{2}}}$$
$$$c=i n t$$$ に対して定数則 $$$\int c\, dx = c x$$$ を適用する:
$$- x y^{2} - x - \int{\sqrt{2} x^{\frac{7}{2}} y^{2} d x} + {\color{red}{\int{i n t d x}}} = - x y^{2} - x - \int{\sqrt{2} x^{\frac{7}{2}} y^{2} d x} + {\color{red}{i n t x}}$$
定数倍の法則 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ を、$$$c=\sqrt{2} y^{2}$$$ と $$$f{\left(x \right)} = x^{\frac{7}{2}}$$$ に対して適用する:
$$i n t x - x y^{2} - x - {\color{red}{\int{\sqrt{2} x^{\frac{7}{2}} y^{2} d x}}} = i n t x - x y^{2} - x - {\color{red}{\sqrt{2} y^{2} \int{x^{\frac{7}{2}} d x}}}$$
$$$n=\frac{7}{2}$$$ を用いて、べき乗の法則 $$$\int x^{n}\, dx = \frac{x^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$ を適用します:
$$i n t x - x y^{2} - x - \sqrt{2} y^{2} {\color{red}{\int{x^{\frac{7}{2}} d x}}}=i n t x - x y^{2} - x - \sqrt{2} y^{2} {\color{red}{\frac{x^{1 + \frac{7}{2}}}{1 + \frac{7}{2}}}}=i n t x - x y^{2} - x - \sqrt{2} y^{2} {\color{red}{\left(\frac{2 x^{\frac{9}{2}}}{9}\right)}}$$
したがって、
$$\int{\left(i n t - \sqrt{2} x^{\frac{7}{2}} y^{2} - y^{2} - 1\right)d x} = i n t x - \frac{2 \sqrt{2} x^{\frac{9}{2}} y^{2}}{9} - x y^{2} - x$$
積分定数を加える:
$$\int{\left(i n t - \sqrt{2} x^{\frac{7}{2}} y^{2} - y^{2} - 1\right)d x} = i n t x - \frac{2 \sqrt{2} x^{\frac{9}{2}} y^{2}}{9} - x y^{2} - x+C$$
解答
$$$\int \left(i n t - \sqrt{2} y^{2} \sqrt{x^{7}} - y^{2} - 1\right)\, dx = \left(i n t x - \frac{2 \sqrt{2} x^{\frac{9}{2}} y^{2}}{9} - x y^{2} - x\right) + C$$$A