本投稿は、長野裕之著「ふたたびの微分・積分」をもとにした。
「不定積分の公式のいろいろ(P.245)」から。
「微積分の基本定理」より、積分は微分の逆演算なので、微分の結果を逆にたどれば積分が求まります。次が、不定積分が求まる(原子関数が求まる)7 種類の関数。
このうち (7) について。
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対数関数の微分 |
対数の真数(logx の x)は常に正(参照:対数関数と指数関数、Log Odds)だが、1/x が負になることもあるので、次のように考える。
x < 0 のとき:{log(-x)}' = (1/-x)・(-x)' = (1/-x)・(-1) = 1/x
補足:{log(-x)}' = (1/-x)・(-x)'
合成関数の微分で「外の微分・中の微分」から y = log(-x), u = -x とすれば
y' = dy/dx = dy/du・du/dx = (d/du)logu・(d/dx)(-x) = (logu)'・(-x)'
x > 0 のとき、対数関数の微分より (logx)' = 1/x
以上から
∫ (1/x)dx = logx + C [x > 0]
∫ (1/x)dx = log(-x) + C [x < 0]
よって ∫ (1/x)dx = log| x | + C
置換積分法 に続く。
/* tex P247
*/
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