$$$x \left(2 x - 1\right)^{7}$$$の積分
入力内容
$$$\int x \left(2 x - 1\right)^{7}\, dx$$$ を求めよ。
解答
$$$u=2 x - 1$$$ とする。
すると $$$du=\left(2 x - 1\right)^{\prime }dx = 2 dx$$$（手順は»で確認できます）、$$$dx = \frac{du}{2}$$$ となります。
したがって、
$${\color{red}{\int{x \left(2 x - 1\right)^{7} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{u^{7} \left(u + 1\right)}{4} d u}}}$$
定数倍の法則 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ を、$$$c=\frac{1}{4}$$$ と $$$f{\left(u \right)} = u^{7} \left(u + 1\right)$$$ に対して適用する:
$${\color{red}{\int{\frac{u^{7} \left(u + 1\right)}{4} d u}}} = {\color{red}{\left(\frac{\int{u^{7} \left(u + 1\right) d u}}{4}\right)}}$$
Expand the expression:
$$\frac{{\color{red}{\int{u^{7} \left(u + 1\right) d u}}}}{4} = \frac{{\color{red}{\int{\left(u^{8} + u^{7}\right)d u}}}}{4}$$
項別に積分せよ:
$$\frac{{\color{red}{\int{\left(u^{8} + u^{7}\right)d u}}}}{4} = \frac{{\color{red}{\left(\int{u^{7} d u} + \int{u^{8} d u}\right)}}}{4}$$
$$$n=7$$$ を用いて、べき乗の法則 $$$\int u^{n}\, du = \frac{u^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$ を適用します:
$$\frac{\int{u^{8} d u}}{4} + \frac{{\color{red}{\int{u^{7} d u}}}}{4}=\frac{\int{u^{8} d u}}{4} + \frac{{\color{red}{\frac{u^{1 + 7}}{1 + 7}}}}{4}=\frac{\int{u^{8} d u}}{4} + \frac{{\color{red}{\left(\frac{u^{8}}{8}\right)}}}{4}$$
$$$n=8$$$ を用いて、べき乗の法則 $$$\int u^{n}\, du = \frac{u^{n + 1}}{n + 1}$$$ $$$\left(n \neq -1 \right)$$$ を適用します:
$$\frac{u^{8}}{32} + \frac{{\color{red}{\int{u^{8} d u}}}}{4}=\frac{u^{8}}{32} + \frac{{\color{red}{\frac{u^{1 + 8}}{1 + 8}}}}{4}=\frac{u^{8}}{32} + \frac{{\color{red}{\left(\frac{u^{9}}{9}\right)}}}{4}$$
次のことを思い出してください $$$u=2 x - 1$$$:
$$\frac{{\color{red}{u}}^{8}}{32} + \frac{{\color{red}{u}}^{9}}{36} = \frac{{\color{red}{\left(2 x - 1\right)}}^{8}}{32} + \frac{{\color{red}{\left(2 x - 1\right)}}^{9}}{36}$$
したがって、
$$\int{x \left(2 x - 1\right)^{7} d x} = \frac{\left(2 x - 1\right)^{9}}{36} + \frac{\left(2 x - 1\right)^{8}}{32}$$
簡単化せよ:
$$\int{x \left(2 x - 1\right)^{7} d x} = \frac{\left(2 x - 1\right)^{8} \left(16 x + 1\right)}{288}$$
積分定数を加える:
$$\int{x \left(2 x - 1\right)^{7} d x} = \frac{\left(2 x - 1\right)^{8} \left(16 x + 1\right)}{288}+C$$
解答
$$$\int x \left(2 x - 1\right)^{7}\, dx = \frac{\left(2 x - 1\right)^{8} \left(16 x + 1\right)}{288} + C$$$A