$$$\frac{6}{x^{2} - 22 x}$$$の積分

$$$\int \frac{6}{x^{2} - 22 x}\, dx$$$ を求めよ。

被積分関数を簡単化する:

$${\color{red}{\int{\frac{6}{x^{2} - 22 x} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{6}{x \left(x - 22\right)} d x}}}$$

定数倍の法則 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ を、$$$c=6$$$ と $$$f{\left(x \right)} = \frac{1}{x \left(x - 22\right)}$$$ に対して適用する:

$${\color{red}{\int{\frac{6}{x \left(x - 22\right)} d x}}} = {\color{red}{\left(6 \int{\frac{1}{x \left(x - 22\right)} d x}\right)}}$$

部分分数分解を行う (手順は»で確認できます):

$$6 {\color{red}{\int{\frac{1}{x \left(x - 22\right)} d x}}} = 6 {\color{red}{\int{\left(\frac{1}{22 \left(x - 22\right)} - \frac{1}{22 x}\right)d x}}}$$

項別に積分せよ:

$$6 {\color{red}{\int{\left(\frac{1}{22 \left(x - 22\right)} - \frac{1}{22 x}\right)d x}}} = 6 {\color{red}{\left(- \int{\frac{1}{22 x} d x} + \int{\frac{1}{22 \left(x - 22\right)} d x}\right)}}$$

定数倍の法則 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ を、$$$c=\frac{1}{22}$$$ と $$$f{\left(x \right)} = \frac{1}{x}$$$ に対して適用する:

$$6 \int{\frac{1}{22 \left(x - 22\right)} d x} - 6 {\color{red}{\int{\frac{1}{22 x} d x}}} = 6 \int{\frac{1}{22 \left(x - 22\right)} d x} - 6 {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{x} d x}}{22}\right)}}$$

$$$\frac{1}{x}$$$ の不定積分は $$$\int{\frac{1}{x} d x} = \ln{\left(\left|{x}\right| \right)}$$$ です:

$$6 \int{\frac{1}{22 \left(x - 22\right)} d x} - \frac{3 {\color{red}{\int{\frac{1}{x} d x}}}}{11} = 6 \int{\frac{1}{22 \left(x - 22\right)} d x} - \frac{3 {\color{red}{\ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}}}{11}$$

定数倍の法則 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ を、$$$c=\frac{1}{22}$$$ と $$$f{\left(x \right)} = \frac{1}{x - 22}$$$ に対して適用する:

$$- \frac{3 \ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{11} + 6 {\color{red}{\int{\frac{1}{22 \left(x - 22\right)} d x}}} = - \frac{3 \ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{11} + 6 {\color{red}{\left(\frac{\int{\frac{1}{x - 22} d x}}{22}\right)}}$$

$$$u=x - 22$$$ とする。

すると $$$du=\left(x - 22\right)^{\prime }dx = 1 dx$$$（手順は»で確認できます）、$$$dx = du$$$ となります。

したがって、

$$- \frac{3 \ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{11} + \frac{3 {\color{red}{\int{\frac{1}{x - 22} d x}}}}{11} = - \frac{3 \ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{11} + \frac{3 {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}}{11}$$

$$$\frac{1}{u}$$$ の不定積分は $$$\int{\frac{1}{u} d u} = \ln{\left(\left|{u}\right| \right)}$$$ です:

$$- \frac{3 \ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{11} + \frac{3 {\color{red}{\int{\frac{1}{u} d u}}}}{11} = - \frac{3 \ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{11} + \frac{3 {\color{red}{\ln{\left(\left|{u}\right| \right)}}}}{11}$$

次のことを思い出してください $$$u=x - 22$$$:

$$- \frac{3 \ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{11} + \frac{3 \ln{\left(\left|{{\color{red}{u}}}\right| \right)}}{11} = - \frac{3 \ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{11} + \frac{3 \ln{\left(\left|{{\color{red}{\left(x - 22\right)}}}\right| \right)}}{11}$$

したがって、

$$\int{\frac{6}{x^{2} - 22 x} d x} = - \frac{3 \ln{\left(\left|{x}\right| \right)}}{11} + \frac{3 \ln{\left(\left|{x - 22}\right| \right)}}{11}$$

簡単化せよ:

$$\int{\frac{6}{x^{2} - 22 x} d x} = \frac{3 \left(- \ln{\left(\left|{x}\right| \right)} + \ln{\left(\left|{x - 22}\right| \right)}\right)}{11}$$

積分定数を加える:

$$\int{\frac{6}{x^{2} - 22 x} d x} = \frac{3 \left(- \ln{\left(\left|{x}\right| \right)} + \ln{\left(\left|{x - 22}\right| \right)}\right)}{11}+C$$

$$$\int \frac{6}{x^{2} - 22 x}\, dx = \frac{3 \left(- \ln\left(\left|{x}\right|\right) + \ln\left(\left|{x - 22}\right|\right)\right)}{11} + C$$$A