忘却の微分方程式(69) 反復練習32、不定積分再び、Maxima

Joseph Halfmoon

今回から積分に入ります。一年近く前に一度、第25回で積分やっているので復習という感じです。しかし、その時は練習量が少なかったからな~ 分量やらないと。といって実際に汗を流して(流さないか)答えを出してくれるのはMaxima様です。ワタシはMaxima様への「お願いの仕方」を学んでいるだけなのだけれども。

※2022年11月22日修正:「不定積分」とすべきタイトルが「定積分」となっておりました。お詫びして訂正させていただきます。いよいよ忘却力はなはだし、認知能力低下。

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※数学のお勉強のための以下の教科書(参考書、問題集?)の例題をMaximaの練習に使わせていただいております。

弱点克服 大学生の微積分 江川著 東京図書

大昔、大学生のときにこういう御本が欲しかったです。

※以下のMaxima/wxMaximaバージョンで実習させていただいております。

    • Maxima 5.46.0
    • wxMaxima 22.04.0
不定積分その1

今回から積分といって、定石どおり最初は不定積分です。integrate()関数に、被積分関数と、変数を渡してやれば不定積分してくれます。忘却力でもこのくらいは覚えてるんだ(自慢するほどのものでなし。)

ex27_1

上記 %i1 のようにシングルクウォートで評価を抑止すれば積分記号を使って「積分」を表現できるし、%i2 のように評価すれば定積分が求まると。ただし、上でオレンジ色の手書きで付け加えてみた「Cは積分定数」というお決まりの「C」(任意の定数)、Maxima様は省略してしまうみたいデス。必要な人は自分でつけろということ?

続いての例題は3乗根の積分です。こんな感じ。ex27_2_exp

Maximaの場合、sqrt()関数を使えば平方根は「根号」をつかった表記ができますが、3乗根を上のように表現する方法がわかりません。べき乗を使えば以下のように簡単に表現できますが、美的にはな~。数学できないのに美観にこだわるなよ、自分。ex27_2

例によってCは省略です。

まあ、この程度の積分であれば問題ないけれど、複雑な積分になったら

積分結果を微分して元に戻るか検算

するのが以前積分をしたときのTIPS?です。内部でいろいろテク使っているらしい積分よりも、機械的に計算できる微分の方が「信用」できるからみたいっす。知らんけど。

次は原始関数にLOGでてくる奴ね。ex27_3

公式通りといえばそうなのだけれど。

次は自然対数の底 e が出てくる奴。Maxima様の表記法、%e は単なる文字変数 e との区別のためにはやむを得ないとは思うのですが、なんだかな~、美しさにかけるような気がしないでもないデス。まだ言うか、自分。

ex27_4

ついでにもう一題。ex27_5

まあ、このくらいだと integrate()にお任せするだけなので、苦労はないな~(苦労しているのはMaximaの中の人?だけれども)

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