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微分積分学の基本定理-基本演習md fffb612
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微分積分学びぶんせきぶんがく基本定理きほんていりfundamental theorem of calculus-基本演習きほんえんしゅう

date2026-07-15document_iddoc_16a89841c97baca7442270c3fc6131c2description上端・下端が変数の積分、原始関数による定積分計算、総変化量を確認する基本演習である。prerequisites微分積分学の基本定理type問題演習content_typeexercisestatusactiverelateddata/lecture/math/calculus/fundamental-theorem-of-calculus.lecture.n.md
mathcalculusexercisefundamental-theorem
data/lecture/math/calculus/fundamental-theorem-of-calculus.lecture.n.md

1問題もんだい 1

G(x)=0xcostdt導関数どうかんすうderivativeもとめよ。

1.1解答例かいとうれい

被積分関数ひせきぶんかんすう cost連続れんぞくである。基本定理きほんていり第一部だいいちぶにより、G(x)=cosx である。

1.2解説かいせつ

上端じょうたんh だけ増加ぞうかさせたときの符号付ふごうつ寄与きよは、はば hあたいがほぼ cosx局所項きょくしょこう対応たいおうする。


2問題もんだい 2

H(x)=xx2etdt導関数どうかんすうderivativeもとめよ。

2.1解答例かいとうれい

可変端点かへんたんてん公式こうしきにより

H(x)=ex2·2x-ex=2xex2-ex

である。

2.2解説かいせつ

上端じょうたんにはせいこう下端かたんにはこう対応たいおうし、それぞれに連鎖律れんさりつchain rule適用てきようする。


3問題もんだい 3

12(3x2-2x)dx計算けいさんせよ。

3.1解答例かいとうれい

3x2-2x原始関数げんしかんすうx3-x2 である。基本定理きほんていり第二部だいにぶにより

12(3x2-2x)dx=[x3-x2]12=4

である。

3.2解説かいせつ

不定積分ふていせきぶんでは積分定数せきぶんていすうふく関数族かんすうぞくもとめるが、定積分ていせきぶんでは積分定数せきぶんていすう端点差たんてんさ相殺そうさいされ、1 つのすうる。


4問題もんだい 4

位置いち s(t)速度そくどs(t)=3t2-2t である。t=1 から t=2 までの位置いち総変化量そうへんかりょうもとめよ。

4.1解答例かいとうれい

総変化量そうへんかりょう公式こうしきにより

s(2)-s(1)=12(3t2-2t)dt=4

である。

4.2解説かいせつ

導関数どうかんすう累積るいせきは、もと関数かんすう端点差たんてんさ一致いっちする。速度そくど符号ふごう変化へんかする場合ばあい、これは移動距離いどうきょりではなく位置いち正味変化しょうみへんかである。

5関連かんれんリンク

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Fundamental Theorem of Calculus — Basic Exercises

data/lecture/math/calculus/fundamental-theorem-of-calculus.lecture.n.md

1Problem 1

Find the derivative of G(x)=0xcostdt.

1.1Sample Solution

The integrand cost is continuous. Part I of the fundamental theorem gives G(x)=cosx.

1.2Explanation

Increasing the upper endpoint by h adds a signed contribution of width h whose local value is approximately cosx.


2Problem 2

Find the derivative of H(x)=xx2etdt.

2.1Sample Solution

The variable-endpoint formula gives

H(x)=ex2·2x-ex=2xex2-ex.

2.2Explanation

The upper endpoint contributes a positive term, the lower endpoint contributes a negative term, and the chain rule applies to both.


3Problem 3

Evaluate 12(3x2-2x)dx.

3.1Sample Solution

An antiderivative of 3x2-2x is x3-x2. Part II of the fundamental theorem gives

12(3x2-2x)dx=[x3-x2]12=4.

3.2Explanation

An indefinite integral is a family containing a constant of integration. In a definite integral, that constant cancels in the endpoint difference, leaving a single number.


4Problem 4

The position s(t) has velocity s(t)=3t2-2t. Find the total change in position from t=1 to t=2.

4.1Sample Solution

The total-change formula gives

s(2)-s(1)=12(3t2-2t)dt=4.

4.2Explanation

Accumulating a derivative gives the endpoint difference of the original function. If velocity changes sign, this quantity is net displacement rather than total distance traveled.

5Related Material

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