有限範囲 · 符号または数値検証

途中式付き定積分計算機

積分関数と有限範囲を入力し、サポートされる原始関数と微積分の基本定理、または明確にラベル付けされた数値評価を使用します。

範囲が事前に設定されています置換ステップが表示されます不連続点が確認されます

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積分計算

エンジン

べき乗には ^、関数には括弧を使います。sec(x) と arctan(x) をそのまま入力でき、三角関数はラジアンで計算します。

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リアルタイム問題プレビュー

有限の上下端がなく、+ C を含む原始関数が必要な場合は積分計算機を使ってください。 すべての積分ツール

累積から数値へ

定積分がどのように評価されるか

定積分は積分関数、変数、および2つの範囲を組み合わせ、区間上の符号付き累積を返し、任意の積分定数を含みません。

範囲を問題の一部として扱います

記号 ∫ₐᵇf(x)dx は a から b までを累積します。範囲を逆にすると符号が反転し、同じ範囲はゼロになります。

積分関数が定義されていない点を越える場合、通常の置換は危険です。ソルバーはドメインの問題を検出し、報告します。

基本定理を適用する

F′=f が区間上で成立するとき、∫ₐᵇf(x)dx=F(b)−F(a)。∫₀²3x²dx に関しては、F=x³ であり、値は 8 である。

積分定数は両端で打ち消される。置換線を表示しておくことで、減算の逆や元の被積分関数の使用を防ぐ。

符号付き面積を理解する

軸の上側の領域は正の寄与をし、下側の領域は負の寄与をする。したがって、定積分は常に総合的な幾何学的面積とは限らない。

問題が総面積や距離を求めている場合、符号の変化点で区間を分割し、必要な絶対値の寄与を積分する。

数値積分の結果を誠実にラベル付けする

シンボリックなルールに一致しない場合、有限で連続な区間では決定論的シンプソン積分を用い、出力は近似と識別される。

無限区間や区間内の特異点を含む広義積分には収束判定が必要です。このページでは、それらを通常の定積分として近似しません。

慎重な定積分のワークフロー

定積分には、被積分関数、積分変数、下限および上限の3つの要素が一緒に存在しなければなりません。∫ₐᵇf(x)dxはaからbまでの符号付き変化を読みます。不定積分とは異なり、最終的な出力は値であり、原始関数の族ではなく、したがって答えには+Cが含まれません。 符号的な原始関数が利用可能であれば、微積分の基本定理を使用します。F′=fとなるFを求めて、aからbまでの評価バーを記述し、F(b)−F(a).を計算します。∫₀²3x²dxに関しては、原始関数はx³です。置換により2³−0³=8になります。上限から下限を引く線を常に表示しておくことは、符号の逆算を間違えることの防止に役立ちます。積分定数は両方の値に含まれてキャンセルされます。 限界も方向性を決定します。限界を逆にすると符号が反転します:∫ᵦᵃf(x)dx=−∫ₐᵇf(x)dx。限界が等しい場合、移動する区間がなく0になります。これらは詳細な計算前に迅速な整合性チェックに使えます。もし正の関数を小さい限界から大きい限界まで積分した場合、負の結果は原始関数または減算の確認を要します。 符号付き累積は常に幾何学的面積とは限りません。x軸の上側の部分は正で、下側の部分は負です。曲線が軸を越える場合、キャンセルにより積分値は視覚的に見える領域よりも小さくなることがあります。総面積を求める問題では、符号の変化を特定し、区間を分割し、絶対値の寄与を足す必要があります。速度の積分は位移を、総距離は方向の変化を考慮して求めます。 定理を使用する前に区間を確認してください。分母が0になる可能性、対数が非正の引数を受け取る可能性、またはルートが実数領域を脱出する可能性があります。このような点を通過する区間は不適切であり、極限と収束テストが必要です。限界を直接原始関数に代入すると、妥当でない数値が得られることがあります。CalculusMateは、検出された不連続性を確認し、その区間を報告します。無視して適切な区間として扱うことはありません。 符号的な積分ルールに一致しない場合でも、数値積分は有限で連続な区間を推定できます。計算機は決定論的シムソン法を使用し、結果を近似とラベルします。数値出力はスケールの確認や、サポートされた応用問題の解決に有用ですが、正確な符号形式とは異なります。より多くの分割は通常の近似誤差を減らしますが、不連続性を修正したり、無限限界での収束を証明することはできません。 適切な場合に対称性を利用します。奇関数を[−a,a]で積分すると0になり、偶関数は[0,a]での積分の2倍になります(積分が適切である場合)。単位も意味を示します:秒単位の率を秒で積分すると単位が得られ、高さを水平距離で積分すると平方単位が得られます。 しっかりとした記述は、原始関数のルールを述べ、両方の置換を示し、上から下を引いて、文脈が符号や単位を問う場合にそれを解釈します。このページのアニメーションステップは、その順序を維持しています。無限限界、コーシーの主値、検出された奇異な区間は、それぞれ収束の論理を明示する必要があるため、現在の適切な積分ツールからは除外されています。

まず推定し、その後計算する

積分の原始関数を求める前に、積分関数の符号と概ねの大きさを区間上で図示してください。2つの簡単な高さの間にある正の関数は、対応する矩形の推定値の範囲内に値を生み出します。この予測は多くの符号、境界、および計算誤りをキャッチします。評価後、提案された原始関数を微分して、元の関数が戻ってくることを確認し、置換線を別途チェックしてください。数値結果については、粗い幾何学的推定と比較し、近似のラベルを維持してください。区間の境界を逆に、等しい境界を使用し、ゼロ点で区間を分割する練習をすることで、これらの構造ルールが自動的に身につきます。関数に分母、対数、ルート、または正接がある場合、計算前にその定義域を確認してください。区間が奇点や無限大に達する場合は、明示的な極限を持つ不適切積分法に切り替え、端点を普通の数と扱うのではなく、特別な極限として扱う必要があります。

境界付き積分の例

減算を通じて境界を追う

∫023 x2 dx\int_{0}^{2} 3\,x^{2}\,\mathrm{d}x

F=x³ として、F(2)−F(0)=8 を計算します。

∫0πsin⁡x dx\int_{0}^{\pi} \sin x\,\mathrm{d}x

F=−cos(x). 上の値から下の値を引くと2が得られます。

∫011x2+1 dx\int_{0}^{1} \frac{1}{x^{2} + 1}\,\mathrm{d}x

シンボリックなルールに一致しない場合、有限かつ連続な区間は数値的に評価され、近似としてラベル付けされます。

適切な有限積分のみ

無限区間、主値、および検出された奇点を越える区間は、別途収束分析が必要であるため、サポートされていません。

FAQ
定積分とは何ですか?+

区間上の符号付き累積であり、しばしば F(b)−F(a). として評価されます。

なぜ +C がないのですか?+

同じ定数が両端に現れ、減算で打ち消されます。

常に面積になりますか?+

符号付き面積を示します。総合的な幾何学的面積は、区間を分割し、絶対値を使用することで求められます。

広義積分も計算できますか?+

現在は対応していません。無限区間や、区間内に特異点がある積分は未対応として表示します。