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(1) $ -x^2+4x-3=-(x^2-4x)-3=-(x-2)^2+4-3=1-(x-2)^2$ であるから、 $ x-2=u$ とおくと、$ \D x=\D u$ で、

$\displaystyle \int\frac{d x}{\sqrt{-x^2+4x-3}}
=\int\frac{\D u}{\sqrt{1-u^2}}
=\sin^{-1}u+C
=\sin^{-1}(x-2)+C.\
$

(2) $ x^2+4x=(x+2)^2-4$ であるから、

$\displaystyle \int\sqrt{x^2+k} \D x
=\frac{1}{2}\left(x\sqrt{x^2+k}+k\log\left\vert x+\sqrt{x^2+k}\right\vert\right)
$

という公式の出番である。 $ x+2=u$ とおくと、 $ x^2+4x=u^2-4$, $ \D x=\D u$ であるから、
  $\displaystyle \int\sqrt{x^2+4 x} \Dx$ $\displaystyle =$ $\displaystyle \int\sqrt{u^2-4} \D u
=\frac{1}{2}
\left(
u\sqrt{u^2-4}+(-4)
\log\left\vert u+\sqrt{u^2-4}\right\vert
\right)+C$
    $\displaystyle =$ $\displaystyle \frac{1}{2}
\left[
(x+2)\sqrt{x^2+4x}
-4\log\left\vert(x+2)+\sqrt{x^2+4x}\right\vert
\right]+C.$


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Masashi Katsurada
平成16年8月1日