例題 次の関数の積分を求めよ.

$\displaystyle \int \frac{2x + 1}{x^2 + x} dx$

解答 関数の積分を求めるうえで重要なことは,つぎのことである.

1. 和の積分は積分の和. $\int (f(x) \pm g(x))dx = \int f(x)dx \pm \int g(x)dx$
2. 定数倍の積分は定数かける積分. $\int (\alpha f(x))dx = \alpha \int f(x)$
3. 置換積分法. $\int f(x)dx = \int f(\Phi(t))(\Phi(t))'dt $
4. 部分積分法. $\int f(x)g'(x)dx = f(x)g(x) - \int f'(x)g(x)dx$
5. 基本的な積分公式. $\int e^{x}dx = e^{x} + c, \int \sin{x} = -\cos{x}+c, \int \frac{1}{x}dx = \log\vert x\vert + c$



この問題では,与えられた被積分関数 $\frac{2x + 1}{x^2 + x}$を周知の積分の形に変形します.その方法として, $t = x^2 + x$とおくと, $dt = (2x+1)dx$となり, $\int \frac{1}{t}dt$という形になります.


    $\displaystyle \int \frac{2x + 1}{x^2 + x} dx \ \left(\begin{array}{ll}
t = x^2 + x\\
dt = (2x+1)dx
\end{array}\right.$  
  $\displaystyle =$ $\displaystyle \int \frac{1}{t}dt = \log\vert t\vert + c$  
  $\displaystyle =$ $\displaystyle \log\vert x^2 + x\vert + c$