■三角関数の積分(その7)
素朴な疑問であるが,(その6)において,x+y=±t,x−y=±tとしたらどうなるのだろう.
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【1】x+y=tの場合
y=√(x^2+1)
t=x+√(x^2+1)
t−x=√(x^2+1)
(t−x)^2=(x^2+1)
t^2−2xt=1
x=(t−1/t)/2,y=(t+1/t)/2,
dx/dt=(t^2+1)/2t^2
∫√(x^2+1)dx=∫(t^2+1)^2/4t^3dt
=∫{(t+1/t^3)/4+1/2t}dt
=(t^2−1/t^2)/8+1/2log|t|+C
=1/2{x√(x^2+1)+log(x+√(x^2+1))}+C
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【2】x−y=tの場合
y=√(x^2+1)
t=x−√(x^2+1)
t−x=−√(x^2+1)
(t−x)^2=(x^2+1)
t^2−2xt=1
x=(t−1/t)/2,y=(t+1/t)/2,
となって同じ結果が得られる.
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【3】x+y=−tの場合
y=√(x^2+1)
−t=x+√(x^2+1)
t+x=−√(x^2+1)
(t+x)^2=(x^2+1)
t^2+2xt=1
x=−(t−1/t)/2,y=(t+1/t)/2,
dx/dt=−(t^2+1)/2t^2
となって同じ結果が得られる.
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