青の統計学-DS Playground-

積分

積分の基本概念、不定積分・定積分の計算、応用問題。確率論、統計学、機械学習における期待値計算の基礎

指数関数の積分 レベル1

不定積分 $\int 2e^{3x} dx$ はどれか。

解説

指数関数の積分を学習する問題です。指数関数は成長・減衰モデル、機械学習の活性化関数、確率分布など幅広い分野で使用されます。

指数関数の積分公式

指数関数の積分には以下の公式を使用します:

  • $\int e^x dx = e^x + C$
  • $\int e^{ax} dx = \frac{1}{a}e^{ax} + C$ ($a ≠ 0$)

1. 係数を分離

$\int 2e^{3x} dx = 2\int e^{3x} dx$

2. 指数関数の積分公式を適用

$e^{3x}$ の積分において、$a = 3$ なので:

\begin{align}2\int e^{3x} dx &= 2 \cdot \frac{1}{3}e^{3x} + C \\&= \frac{2}{3}e^{3x} + C\end{align}

3. 検算(微分による確認)

結果を微分して元の関数になることを確認します:

$\begin{align}\frac{d}{dx}\left(\frac{2}{3}e^{3x}\right) &= \frac{2}{3} \cdot 3e^{3x} \\&= 2e^{3x}\end{align}$
指数関数積分のコツ

基本公式:$\int e^{ax} dx = \frac{1}{a}e^{ax} + C$

係数の扱い:指数の係数の逆数を掛ける

検算のススメ:積分結果を微分して元の関数に戻るか確認

問題 3/10
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