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巾木・廻り縁の長さ
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額縁の取り付け高さと配置
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排水勾配と高低差
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木材の材積(m³・才)
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フェンスの本数
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部屋の熱損失の目安
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引越しのダンボール枚数
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収納・棚の容量
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板取り計算
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棚板のたわみと耐荷重
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不定積分計算機(多項式・sin・cos・eˣ・1/x の原始関数と途中式付き)

積分する関数のタイプを選び、係数を入力してください。下の数式は入力欄と連動していて、係数の部分を直接書き換えても計算できます。

数値は半角で入力してください。小数・負の数・3/4 のような分数が使えます。x や関数に掛かる係数の空欄は 1(x² は 1x² の意味)、多項式の定数項の空欄は 0 として扱います。多項式で使わない項には 0 を入力してください。
計算結果・グラフ
左の入力欄で関数のタイプを選んで係数を入れ、「計算する」を押すと、ここに結果とグラフが表示されます。

このページでできること

  • 多項式 \(f(x)\)(1次〜4次)の不定積分 \(\displaystyle\int f(x)\,dx\) を、係数を入れるだけでその場で計算できます。答えは原始関数 \(F(x)\) に積分定数 \(C\) を付けた形で表示します
  • \(a \sin bx\)・\(a \cos bx\)・\(a e^{bx}\)・\(\dfrac{a}{x}\) の形の基本関数の不定積分にも対応しています
  • 項ごとに積分する途中式と、「微分すると元の \(f(x)\) に戻るか」の検算付き。なぜ答えに \(+ C\) を付けるのかも、このページでわかります
  • 計算機には手書きと同じ形の積分の式が表示され、係数の部分を直接書き換えて計算することもできます
  • 係数には小数・負の数のほか、3/4 のような分数も入力できます
対象は多項式(整式)と、\(a \sin bx\)・\(a \cos bx\)・\(a e^{bx}\)・\(\dfrac{a}{x}\) の形の基本関数です。\(\tan x\)・\(\log x\) や、関数どうしの積・合成(置換積分・部分積分が必要な形)には対応していません。

この計算は何の役に立つ?

速度の式から位置の式を求める(物理・運動の解析)

「位置を微分すると速度」という関係を逆にたどると、速度の式を不定積分すれば位置の式が手に入ります。例えば速度が \(v = 3t^2\) の物体の位置は \(x = t^3 + C\) で、この \(C\) が「スタート地点がどこだったか」を表します。出発点の位置(初期条件)を1つ測れば \(C\) が決まり、その後の位置が式で予測できるようになります。
「積分定数 \(C\) =計測を始めた時点の状態」という対応は、物理で不定積分を使うときの基本の考え方です。

加速度から速度を求める(自動車・ロケット・スマートフォン)

「速度を微分すると加速度」の関係を逆にたどれば、加速度の式の不定積分が速度の式になります。このときの積分定数 \(C\) は初速(積分を始めた時点の速度)です。
スマートフォンやロケットの慣性航法は、センサーで測った加速度を積分して速度を、さらに積分して位置を割り出す仕組みで、この「積分のたびに初期条件で定数を決める」計算が土台になっています。

限界費用から総費用を復元する(経済学・経営)

経済学では「生産量を1増やしたときに増える費用(限界費用)」を微分で表します。逆に、限界費用の式を不定積分すると総費用の式が復元でき、このときの積分定数 \(C\) がちょうど固定費(生産量が0でもかかる家賃や設備代)にあたります。
「微分で消えてしまった定数を、現実の情報(固定費)で決め直す」という、積分定数の意味が最も実感しやすい例の一つです。

流量の式から水の量の式を求める(タンク・ダムの管理)

タンクに毎分どれだけ水が入るか(流量)が時間の式でわかっていれば、それを不定積分すると「時刻 \(t\) の水の量」の式が得られます。積分定数 \(C\) は測り始めたときに入っていた水の量です。
ダムの貯水量の見積もりや薬品タンクの管理のように、「変化の速さの式」から「たまった量の式」を起こす場面で、この計算が使われています。

微分方程式を解く第一歩(人口・冷却・薬の濃度のモデル)

「量の変化の速さが◯◯に比例する」のような自然界のルールは、微分を含む方程式(微分方程式)で表されます。人口の増加・お湯の冷め方・体内の薬の濃度の減り方などのモデルがその例で、これを解いて「量そのものの式」に戻す計算の基本部品が不定積分です。
解くたびに積分定数が現れ、観測データ(初期条件)で定数を決めることで、将来の予測に使える式が完成します。

式とグラフ

不定積分と積分定数C
グラフ
数学表記 (一般的な数式)
\(\int f(x)\,dx\) \(=\) \(F(x)\) \(+\) \(C\)
日本語表記 (記号を日本語に置き換えた式)
③ \(f(x)\) の不定積分 \(=\) ① 原始関数 \(F(x)\)(微分すると \(f(x)\) に戻る関数) \(+\) ② 積分定数 \(C\)
式を日本語で読むと
① 微分すると \(f(x)\) に戻る 原始関数 \(F(x)\) に
② 積分定数 \(C\)(どんな定数でもよい、という意味の文字) を足したものが
③ \(f(x)\) の不定積分 になる
簡単な例
\(f(x) = 2x\) の不定積分は(微分すると \(2x\) に戻る関数は \(x^{2}\))
\(2x\) の不定積分 \(=\) 原始関数 \(x^{2}\) \(+\) 積分定数 \(C\)
\(\int 2x\,dx = x^{2} + C\)
\(\dfrac{d}{dx}\left(x^{2} + C\right) = 2x\)
考え方のポイント
なぜ答えに \(C\) を付けるのか——定数は微分すると必ず \(0\) になって消えるからです。\(x^2\) も \(x^2 + 1\) も \(x^2 - 3\) も、微分するとすべて \(2x\) に戻ります。つまり「微分すると \(2x\) に戻る関数」は1つに決まらず、定数の分だけ無数にあります。その無数の答えをまとめて表す文字が積分定数 \(C\) で、不定積分の答えには必ず \(+ C\) を付けます(テストでの付け忘れは減点の定番です)。 項がいくつあっても、\(C\) は最後に1つだけ付ければ足ります。項ごとに \(C_1,\ C_2\) と付けても、定数の和はまとめて1つの定数と見なせるからです。 グラフで見ると、\(F(x) + C\) は「\(C\) の分だけ上下に平行移動した曲線の集まり」です。どの曲線も形(傾きの変化)は同じなので、微分するとすべて同じ \(f(x)\) に戻ります。
べき関数(\(x^n\) の形の関数)の積分公式
数学表記 (一般的な数式)
\(\int x^{n}\,dx\) \(=\) \(\dfrac{x^{n+1}}{n+1}\) \(+\) \(C\)
日本語表記 (記号を日本語に置き換えた式)
③ \(x^n\) の不定積分 \(=\) ① 指数を1増やして \(n+1\) で割ったもの \(+\) ② 積分定数 \(C\)
式を日本語で読むと
① 指数を1増やした \(x^{n+1}\) を、増やした後の指数 \(n+1\) で割ったもの に
② 積分定数 \(C\) を足すと
③ \(x^n\) の不定積分 になる
簡単な例
\(x^{2}\) を積分すると(指数の 2 を 1 増やして、増やした後の 3 で割る)
\(x^2\) の不定積分 \(=\) 指数を増やした \(x^3\) を 3 で割ったもの \(+\) 積分定数 \(C\)
\(\int x^{2}\,dx = \dfrac{x^{3}}{3} + C\)
\(\dfrac{d}{dx}\left( \dfrac{x^{3}}{3} + C \right) = x^{2}\)
考え方のポイント
\(x\)、\(x^2\)、\(x^3\) のように「\(x\) を何回か掛けただけ」の形の関数を、べき関数といいます。「べき(冪)」とは同じものを掛け合わせる回数のことで、右上に小さく書く指数がそれにあたります。多項式はべき関数に係数を掛けて足し合わせたものなので、この公式さえ覚えれば多項式はすべて積分できます。 多項式は「各項をこの公式で積分して、最後に \(C\) を1つ付ける」だけで積分できます(例:\(\int (3x^2 + 1)\,dx = x^3 + x + C\))。係数はそのまま前に残します(例:\(\int 4x\,dx = 4 \times \dfrac{x^2}{2} + C = 2x^2 + C\))。 答えが正しいかは「微分して元に戻るか」で確かめられます。\(\dfrac{x^3}{3}\) を微分すると \(\dfrac{3x^2}{3} = x^2\) に戻るので、確かに原始関数です。 なお、この公式が使えるのは \(n \neq -1\) のときです。\(n = -1\)(\(\dfrac{1}{x} = x^{-1}\))だと分母の \(n+1\) が \(0\) になって使えません。その場合の答えは、下の「基本関数の積分公式」にある自然対数の式を使います。
基本関数(sin・cos・eˣ・1/x)の積分公式
数学表記 (一般的な数式)
\(\int \sin x\,dx\) \(=\) \(-\cos x\) \(+\) \(C\)
\(\int \cos x\,dx\) \(=\) \(\sin x\) \(+\) \(C\)
\(\int e^{x}\,dx\) \(=\) \(e^{x}\) \(+\) \(C\)
\(\int \dfrac{1}{x}\,dx\) \(=\) \(\ln |x|\) \(+\) \(C\)
日本語表記 (記号を日本語に置き換えた式)
\(\sin x\) の不定積分 \(=\) ① 微分すると \(\sin x\) に戻る \(-\cos x\) \(+\) 積分定数 \(C\)
\(\cos x\) の不定積分 \(=\) ② 微分すると \(\cos x\) に戻る \(\sin x\) \(+\) 積分定数 \(C\)
\(e^x\) の不定積分 \(=\) ③ 微分しても変わらない \(e^{x}\) \(+\) 積分定数 \(C\)
\(\dfrac{1}{x}\) の不定積分 \(=\) ④ 微分すると \(\dfrac{1}{x}\) に戻る \(\ln |x|\) \(+\) 積分定数 \(C\)
式を日本語で読むと
① 微分すると \(\sin x\) に戻る関数は 原始関数 \(-\cos x\) なので、これに積分定数 \(C\) を足す
② 微分すると \(\cos x\) に戻る関数は 原始関数 \(\sin x\) なので、これに \(C\) を足す
③ \(e^{x}\) は微分しても変わらない特別な関数なので、積分しても \(e^{x}\) のまま で、\(C\) を足すだけでよい
④ 微分すると \(\dfrac{1}{x}\) に戻る関数は 自然対数 \(\ln |x|\) なので、これに \(C\) を足す
簡単な例
\(2\sin x\) を積分すると(前に掛かっている係数 \(2\) はそのまま残ります)
\(2\sin x\) の不定積分 \(=\) 原始関数 \(-2\cos x\) \(+\) 積分定数 \(C\)
\(\int 2\sin x\,dx = -2\cos x + C\)
\(\dfrac{d}{dx}\left(-2\cos x + C\right) = 2\sin x\)
考え方のポイント
基本関数の積分公式は、すべて「微分の公式の逆読み」です。\(\cos x\) を微分すると \(-\sin x\)、\(\sin x\) を微分すると \(\cos x\)、\(e^x\) は微分しても \(e^x\) のまま、\(\ln x\) を微分すると \(\dfrac{1}{x}\)——この微分の表を右から左に読むと、そのまま上の積分の表になります。 \(\dfrac{1}{x}\) の行だけ仲間はずれに見えますが、これは「べき関数の公式の穴埋め」です。\(\dfrac{1}{x} = x^{-1}\) はべき関数の公式で \(n = -1\) にあたり、分母の \(n+1\) が \(0\) になって公式が使えません。その空白を埋める答えが自然対数 \(\ln |x|\) です。絶対値が付いているのは、\(x\) が負の範囲でも原始関数を定義するためです。 \(\sin bx\) のように \(x\) に係数が付いた形は、積分してから \(b\) で割ります(例:\(\displaystyle\int \sin bx\,dx = -\dfrac{\cos bx}{b} + C\))。微分すると合成関数の微分で \(b\) が前に出てくるので、あらかじめ割って打ち消しておく、と考えると覚えやすいです。この計算機も \(b\) 付きの形に対応しています。
不定積分 \(\displaystyle\int f(x)\,dx\) は、微分すると \(f(x)\) に戻る原始関数 \(F(x)\) を探して、積分定数 \(C\) を付けた \(F(x) + C\) の形で答えます。多項式は「指数を1増やして、増やした後の指数で割る」を項ごとに行うだけで、答えが正しいかは「微分して \(f(x)\) に戻るか」でいつでも検算できます。

用語・記号の解説

記号

\(\displaystyle\int\) インテグラル 積分を表す記号。英語で「合計」を意味する Sum の頭文字 S を縦に引き伸ばした形に由来し、「細かく刻んで足し合わせる」という積分の考え方を表しています。
\(dx\) ディーエックス 「\(x\) について積分する」ことを表す記号。\(d\) は difference(差)の頭文字で、「\(x\) のごくわずかな変化」という意味です。\(\int\) と \(dx\) で「積分する式(被積分関数)」を挟むかっこのような役割をします。
\(f(x)\) エフエックス 積分される側の関数(被積分関数)。\(f\) は function(関数)の頭文字です。このページでは \(2x^2 + 1\) のような多項式や、\(2\sin 3x\) のような基本関数です。
\(F(x)\) エフエックス(大文字) \(f(x)\) の原始関数。「微分すると \(f(x)\) に戻る関数」のことで、不定積分の答えの本体です。function(関数)の頭文字 \(f\) を大文字にして、「\(f(x)\) のもとになる関数」を表す慣例です。
\(C\) シー 積分定数。\(C\) は constant(定数)の頭文字です。定数は微分すると消えるため、原始関数には「どんな定数を足してもよい」という自由度が残ります。それをまとめて表す文字が \(C\) で、不定積分の答えには必ず付けます。
\(\dfrac{d}{dx}\) ディーディーエックス 「\(x\) で微分する」ことを表す記号。\(d\) は difference(差)の頭文字です(\(dx\) の \(d\) と同じ)。このページでは、積分の答えが正しいか「微分して元に戻るか」を確かめる検算の式に登場します。
\(x^n\) エックスのエヌ乗 \(x\) を \(n\) 回掛け合わせたもの(べき乗)。回数を表す文字には number(数)の頭文字 \(n\) がよく使われます。積分の公式では、この右上の指数 \(n\) が1増えて \(n+1\) になります。
\(\sin,\ \cos\) サイン・コサイン 三角関数。正弦(sine)・余弦(cosine)の頭の文字を取った記号です。「\(\sin x\) を微分すると \(\cos x\)、\(\cos x\) を微分すると \(-\sin x\)」という微分の関係を逆に読むと、このページの積分公式になります。
\(e\) イー ネイピア数と呼ばれる約 2.718 の定数。exponential(指数の)の頭文字が使われます。\(e^x\) は「微分しても変わらない」という際立った性質を持ち、この性質のおかげで積分しても \(e^x\) のままです。
\(\ln |x|\) ログ 絶対値 エックス(自然対数) \(e\) を底とする対数(自然対数)に、\(x\) の絶対値を入れたもの。\(\ln\) は natural logarithm(自然対数)のラテン語式の並び logarithmus naturalis に由来するといわれます。日本の教科書では \(\log x\) と書くことも多い記号です。
\(|x|\) エックスの絶対値 数直線上での 0 からの距離。\(|3| = 3\)、\(|-3| = 3\) のように、符号を取り除いた大きさを表します。\(\ln |x|\) に付いているのは、\(x\) が負のときにも原始関数を定義するためです。

用語

関数 かんすう 数を入れると、決まったルールで数が1つ返ってくる対応関係のこと。「入力 \(x\) を入れると出力が出てくる機械」とイメージするとわかりやすく、例えば \(f(x) = x^2\) という機械に 3 を入れると \(f(3) = 9\) が出てきます。
積分 せきぶん 細かく刻んで足し合わせることで、面積や合計量を求める計算。微分の逆の操作にあたります。高校では数学IIで学びます。
不定積分 ふていせきぶん 区間を決めずに原始関数を求める積分。答えは \(F(x) + C\) のような「関数の形」になります。区間が定まっていない(不定)ことからこう呼ばれます。
定積分 ていせきぶん 区間(\(a\) から \(b\) まで)を決めて計算する積分。答えは1つの数値になります。定積分の計算の第一歩が、このページの不定積分(原始関数探し)です。
原始関数 げんしかんすう 微分すると元の関数 \(f(x)\) に戻る関数 \(F(x)\) のこと。不定積分の答えの本体で、これに積分定数 \(C\) を付けたものが不定積分です。
積分定数 せきぶんていすう 不定積分の答えに付ける定数 \(C\) のこと。定数は微分すると消えるため、原始関数は1つに決まらず「定数の分だけ無数にある」ことを表します。
被積分関数 ひせきぶんかんすう 積分される側の関数 \(f(x)\) のこと。\(\int\) と \(dx\) に挟まれた部分です。
多項式 たこうしき \(2x^3 - x + 5\) のように、\(x\) のべき乗に係数を掛けた項を足し合わせた式。整式とも呼びます。
項 こう 式を足し算・引き算の区切りで分けた、1つ1つのかたまり。\(x^3 - 2x + 3\) の項は \(x^3\)・\(-2x\)・\(3\) の3つです。
係数 けいすう 文字の前に付いている数。\(3x^2\) の 3 が係数です。\(x^2\) のように数が書かれていない項の係数は 1 と考えます。
次数 じすう 式に出てくる \(x\) のべき乗のうち、最も高い指数のこと。\(x^3 - 2x + 3\) は \(x^3\) が最高なので「3次式」です。この計算機では多項式のとき最初に次数を選びます。
定数項 ていすうこう \(x^2 + 3x + 5\) の 5 のように、\(x\) を含まない「数字だけの項」。\(x\) がどんな値でも変わらない(一定=定数)ことからこう呼ばれます。
指数 しすう \(x^3\) の右上に小さく書く 3 のこと。同じものを掛け合わせる回数を表します(\(x^3 = x \times x \times x\))。べき関数の積分公式では、この指数が1増えて \(n+1\) になります。
べき関数 べきかんすう \(y = x\)、\(y = x^2\)、\(y = x^3\) のように、「\(x\) を何回か掛けただけ」の形(\(x^n\))の関数。「べき(冪)」は同じものを掛け合わせる回数、つまり右上に小さく書く指数のことです。多項式は、べき関数に係数を掛けて足し合わせたものです。
三角関数 さんかくかんすう \(\sin x\)・\(\cos x\)・\(\tan x\) など、角度から決まる値を返す関数。もとは直角三角形の辺の比から生まれ、波や振動を表すのに使われます。高校では数学IIで学びます。
指数関数 しすうかんすう \(y = 2^x\) や \(y = e^x\) のように、\(x\) が指数の位置にある関数。一定の割合で増え続ける(減り続ける)変化を表します。特に \(e^x\) は微分しても変わらない性質を持ちます。
自然対数 しぜんたいすう ネイピア数 \(e\)(約 2.718)を底とする対数のこと。「\(e\) を何乗するとその数になるか」を表し、\(\ln x\) または \(\log x\) と書きます。\(\dfrac{1}{x}\) の原始関数として積分にも登場します。
微分 びぶん 関数の変化の割合(グラフの接線の傾き)を求める計算。積分とはちょうど逆の操作の関係にあり、不定積分は「微分すると元に戻る関数探し」そのものです。
初期条件 しょきじょうけん 「\(F(1) = 3\)」のように、関数がある点で取る値の条件。不定積分の答えは \(C\) の分だけ無数にありますが、初期条件を1つ与えると \(C\) の値が決まり、答えが1つに定まります。
平行移動 へいこういどう 図形やグラフを、形を変えずに一定の向きに滑らせて動かすこと。\(F(x) + C\) のグラフは、\(F(x)\) のグラフを上下に平行移動したものです。

前提として理解しておくといいこと

このページの計算を「意味がわかって」使えるようになるために、前提として理解しておくといいことをまとめました。
つまずいたら、この表の内容に戻って復習するのが近道です。

関数とは何か(中学1〜2年)
  • 関数が「数を入れると、決まったルールで数が1つ返ってくる機械」だとイメージできること(例:\(f(x) = x^2\) という機械に 3 を入れると \(f(3) = 9\) が出てくる)
  • \(y = f(x)\) のグラフが、「入れた数 \(x\)」と「出てきた数 \(y\)」の組を、座標の点として並べた図だとわかること
累乗・指数(中学1年〜高校 数学I)
  • \(x^3 = x \times x \times x\) のように、右上の小さい数(指数)が「掛ける回数」を表すとわかること
  • \(3^4 = 81\) のようなべき乗の計算ができること
多項式と係数(中学2年〜高校 数学I)
  • \(x^3 - 2x + 3\) のような式が、項(\(x^3\)・\(-2x\)・\(3\))という部品の足し算・引き算でできているとわかること
  • 係数(文字の前の数。\(-2x\) なら \(-2\))と次数(最も高い指数。この式なら3次)を読み取れること
微分(高校 数学II)
  • 微分が「関数の変化の割合(グラフの接線の傾き)」を求める計算だとわかること
  • \(x^n\) を微分すると \(nx^{n-1}\) になること(例:\(x^3\) の微分は \(3x^2\))
  • 定数を微分すると \(0\) になること(積分定数 \(C\) が出てくる理由に直結します)
三角関数・指数関数・対数関数(高校 数学II〜III)
  • \(\sin x\) の微分が \(\cos x\)、\(\cos x\) の微分が \(-\sin x\) になること(数学III。sin・cos・eˣ・1/x の積分を使う場合)
  • \(e^x\) が「微分しても変わらない」特別な指数関数だと知っていること
  • 自然対数 \(\ln x\)(\(\log_e x\))の微分が \(\dfrac{1}{x}\) になること
分数の計算(小学5年〜中学1年)
  • \(\dfrac{4}{2} = 2\) のような約分と、分数に整数を掛ける計算ができること
  • 答えを \(\dfrac{x^{4}}{4}\) のような分数の係数のまま扱うことに慣れていること

Excelで計算する方法

Excelファイルをダウンロード
式ごとにシートが分かれたExcelファイルです。貼り付け場所を気にせず、開いてすぐ使えます。
下の表を丸ごとコピーして、ExcelのA1セルに貼り付けるとそのまま使えます。
「多項式の原始関数 F(x) の係数」を求める表
x⁴の係数 c4 0
x³の係数 c3 1
x²の係数 c2 0
xの係数 c1 -2
定数項 c0 3
F(x) の x⁵の係数(c4÷5) =B1/5
F(x) の x⁴の係数(c3÷4) =B2/4
F(x) の x³の係数(c2÷3) =B3/3
F(x) の x²の係数(c1÷2) =B4/2
F(x) の xの係数(c0÷1) =B5
「a sin bx の積分」の係数を求める表(−a÷b)
係数 a 2
x の係数 b 3
cos bx に付く係数(−a÷b) =-B1/B2
「検算(微分して元に戻るか)」を確かめる表
F(x) の x⁴の係数 0.25
微分した後の x³の係数(0.25×4) =B1*4
Excelは文字式そのものを扱えないので、原始関数 F(x) の「係数」を計算する表にしています。多項式の各項は「係数 ÷(指数+1)」が積分後の係数になるため、1つ目の表では f(x) = x³ − 2x + 3 の原始関数の係数が上から 0・0.25・0・−1・3 と求まり、F(x) = 0.25x⁴ − x² + 3x(=x⁴/4 − x² + 3x)に積分定数 C を付けたものが答えになります。
2つ目の表は a sin bx の積分で、a = 2・b = 3 なら cos 3x に付く係数は −2÷3 ≒ −0.6667(= −2/3)になります。cos bx の積分(sin bx に付く係数)や e を底とする指数関数の積分は、符号がマイナスにならない「a÷b」なので「=B1/B2」に書き換えてください。
3つ目の表は検算です。F(x) の x⁴の係数 0.25 を微分の規則(指数を前に出して掛ける)で 4 倍すると 1 になり、元の x³の係数と一致することが確かめられます。

Googleスプレッドシートで計算する方法

Excelファイルをダウンロード
上のExcelファイルをダウンロードし、Googleドライブにアップロードして開くと、そのままスプレッドシートとして使えます。
下の表を丸ごとコピーして、GoogleスプレッドシートのA1セルに貼り付けるとそのまま使えます。
「多項式の原始関数 F(x) の係数」を求める表
x⁴の係数 c4 0
x³の係数 c3 1
x²の係数 c2 0
xの係数 c1 -2
定数項 c0 3
F(x) の x⁵の係数(c4÷5) =B1/5
F(x) の x⁴の係数(c3÷4) =B2/4
F(x) の x³の係数(c2÷3) =B3/3
F(x) の x²の係数(c1÷2) =B4/2
F(x) の xの係数(c0÷1) =B5
「a sin bx の積分」の係数を求める表(−a÷b)
係数 a 2
x の係数 b 3
cos bx に付く係数(−a÷b) =-B1/B2
「検算(微分して元に戻るか)」を確かめる表
F(x) の x⁴の係数 0.25
微分した後の x³の係数(0.25×4) =B1*4
Excelと同じ式がそのまま使えます。表を丸ごとコピーしてA1セルに貼り付け、係数を自分の数値に書き換えてください。

Pythonで計算する方法

from fractions import Fraction

# f(x) の係数を低い次数から並べる [c0, c1, c2, ...]
# 例:f(x) = x³ − 2x + 3 → 定数項3, xの係数−2, x²の係数0, x³の係数1
coefficients = [Fraction(3), Fraction(-2), Fraction(0), Fraction(1)]

# 原始関数 F(x) の係数:x^(k+1) の係数 = 係数 ÷ (k+1)(べき関数の積分公式)
answer_terms = []
for k, c in enumerate(coefficients):
    anti_coefficient = c / (k + 1)
    if anti_coefficient == 0:
        continue
    # 1乗の項は「x^1」でなく「x」と表示する
    power = "x" if k == 0 else f"x^{k + 1}"
    answer_terms.append(f"({anti_coefficient}){power}")

# 次数の高い項から並べ、最後に積分定数Cを付ける
print("F(x) + C = " + " + ".join(reversed(answer_terms)) + " + C")
標準ライブラリの fractions モジュールを使うと、係数を小数の丸め誤差なしの厳密な分数のまま計算できます。この例は f(x) = x³ − 2x + 3 の不定積分で、実行すると「F(x) + C = (1/4)x^4 + (-1)x^2 + (3)x + C」と表示されます(=x⁴/4 − x² + 3x + C のこと)。係数のリストを書き換えて実行してください。

数式記述言語(LaTeX等)での書き方(コピペ可)

不定積分と積分定数C
∫f(x) dx = F(x) + C
\int f(x)\,dx = F(x) + C
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mo>&#x222B;</mo>
    <mi>f</mi><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo>
    <mi>d</mi><mi>x</mi>
    <mo>=</mo>
    <mi>F</mi><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo>
    <mo>+</mo>
    <mi>C</mi>
  </mrow>
</math>
int f(x) dx = F(x) + C
Integrate[f[x], x]
int(f(x), x);
F = int(f, x);
∫f(x) dx = F(x) + C
べき関数(\(x^n\) の形の関数)の積分公式
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n+1) + C
\int x^{n}\,dx = \frac{x^{n+1}}{n+1} + C
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mo>&#x222B;</mo>
    <msup><mi>x</mi><mi>n</mi></msup>
    <mi>d</mi><mi>x</mi>
    <mo>=</mo>
    <mfrac>
      <msup><mi>x</mi><mrow><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup>
      <mrow><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow>
    </mfrac>
    <mo>+</mo>
    <mi>C</mi>
  </mrow>
</math>
int x^n dx = x^(n+1)/(n+1) + C
Integrate[x^n, x]
int(x^n, x);
F = int(x^n, x);
∫x^n dx = x^(n+1)/(n+1) + C
基本関数(sin・cos・eˣ・1/x)の積分公式
∫sin x dx = −cos x + C / ∫cos x dx = sin x + C / ∫eˣ dx = eˣ + C / ∫(1/x) dx = ln|x| + C
\int \sin x\,dx = -\cos x + C,\quad \int \cos x\,dx = \sin x + C,\quad \int e^{x}\,dx = e^{x} + C,\quad \int \frac{1}{x}\,dx = \ln |x| + C
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mtable columnalign="left">
    <mtr><mtd><mrow>
      <mo>&#x222B;</mo><mi>sin</mi><mi>x</mi><mi>d</mi><mi>x</mi>
      <mo>=</mo><mo>&#x2212;</mo><mi>cos</mi><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>C</mi>
    </mrow></mtd></mtr>
    <mtr><mtd><mrow>
      <mo>&#x222B;</mo><mi>cos</mi><mi>x</mi><mi>d</mi><mi>x</mi>
      <mo>=</mo><mi>sin</mi><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>C</mi>
    </mrow></mtd></mtr>
    <mtr><mtd><mrow>
      <mo>&#x222B;</mo><msup><mi>e</mi><mi>x</mi></msup><mi>d</mi><mi>x</mi>
      <mo>=</mo><msup><mi>e</mi><mi>x</mi></msup><mo>+</mo><mi>C</mi>
    </mrow></mtd></mtr>
    <mtr><mtd><mrow>
      <mo>&#x222B;</mo><mfrac><mn>1</mn><mi>x</mi></mfrac><mi>d</mi><mi>x</mi>
      <mo>=</mo><mi>ln</mi><mo>|</mo><mi>x</mi><mo>|</mo><mo>+</mo><mi>C</mi>
    </mrow></mtd></mtr>
  </mtable>
</math>
int sin x dx = -cos x + C, int cos x dx = sin x + C, int e^x dx = e^x + C, int (1/x) dx = ln|x| + C
{Integrate[Sin[x], x], Integrate[Cos[x], x], Integrate[Exp[x], x], Integrate[1/x, x]}
int(sin(x), x); int(cos(x), x); int(exp(x), x); int(1/x, x);
int(sin(x), x), int(cos(x), x), int(exp(x), x), int(1/x, x)
∫sin x dx = -cos x + C, ∫cos x dx = sin x + C, ∫e^x dx = e^x + C, ∫(1/x) dx = ln|x| + C

ChatGPT に聞いて計算してもらう方法

あなたは数学(微分積分)の計算アシスタントです。次の計算を、必ずPythonコードを実際に実行して行い、実行結果だけを根拠に回答してください(暗算や推測で答えないでください)。

不定積分 ∫(x³ − 2x + 3) dx を計算してください。
次の内容をそれぞれ示してください。
1. 原始関数 F(x)(係数は約分済みの分数で)
2. 積分定数Cを付けた答え F(x) + C
3. 検算:F(x) を微分して元の x³ − 2x + 3 に戻ること

Pythonでは sympy ライブラリ(integrate・diff)を使って計算し、計算に使ったコードと実行結果を示してください。

計算ドリル(演習問題)

このページの式を、自分の手で計算できるようになるための演習問題です。
答えと解説は解答ページにあります。


使い方
  1. 1
    数値を入力
    計算したい数値を入力欄に入力します
  2. 2
    計算
    「計算する」ボタンを押します
  3. 3
    結果を確認
    計算結果がその場に表示されます。計算の考え方や式の解説も同じページで確認できます
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